Разработка радиоприемного усройства для информационно-измерительной системы автомобиля

	Загрузить архив:
	Файл: ref-25893.zip (3198kb [zip], Скачиваний: 138) скачать

СОДЕРЖАНИЕ

1 Конструкторский раздел

Введение …………………………………………………………………………...…..…7

1.1 Анализ схем построения радиоприемных трактов……………………………....…9

1.1.1 Этапы развития и современное состояние ИИС и радиоканалов дистанционных управлений, измерений и связи……………………………………………................................9

1.1.2 Анализ схем построения радиоприемных трактов……………………………...17

1.1.2.1 Структурные схемы радиоприемных устройств, их анализ……………….....17

1.1.2.2 Особенности построения радиоприемных устройств……………………...…23

1.2 Результаты патентных исследований………………………………………….…...26                

1.2.1 Анализ авторских свидетельств и патентов по радиоприемникам………...…..26

1.2.2 Анализ основных схем построения РПУ………………………………………...29

1.3 Выбор и обоснование функциональной и принципиальной электрических схем радиоприемного тракта……………………………………………...........................................43

1.4 Расчет основных элементов принципиальной схемы радиоприемного тракта………………………………………………………………………………………….....52

1.4.1 Расчет блока входная цепь……………………………………………………......52

1.4.2 Расчёт усилителя радиочастоты……………………………………………….…55

1.4.3Расчет кварцевого автогенератора……………………………………………....62

1.4.4Расчет преобразователя частоты………………………………………………...67

1.4.5Расчет усилителя промежуточной частоты 1…………………………………...72

1.4.6Расчет блока смесителя…………………………………………………………..75

1.4.7Расчет блока усилителя промежуточной частоты 2……………………………78

1.4.8Расчет частотного детектора……………………………………………………..85

1.4.9Расчёт схемы усилителя звуковой частоты……………………………………..90

1.4.10 Оценка качества радиолинии……………………...…………………………….94

1.5 Описание конструкции разработанного изделия……………………………….....99

1.7 Выводы……………………………………………………………………………...101

2 Технологическая часть

2.1 Анализ технологичности конструкции устройства…………………..……….…103

2.1.1Качественная оценка технологичности…………………………………………103

2.1.2 Количественная оценка………………………………………………………….105

2.2 Характеристика технологического процесса сборки и монтажа усилителя радиочастоты………………………………………………………………………………..…107

2.2.1 Разработка технологического процесса изготовления усилителя радиочастоты…………………………………………………………………………………..107

2.2.2 Выбор вида технологического процесса………………………………………..109

2.2.3 Технологический процесс сборки усилителя радиочастоты………………….111

2.3 Обоснование и расчет технологических режимов……………………………….123

2.4 Выбор метода изготовления печатных плат……………………………………...128

2.5 Выводы………..…………………………………………………………………….130

3 Организационно-экономическая часть

3.1 Планирование технической подготовки производства радиоприемного устройства для информационно-измерительной системы автомобиля с разработкой календарного графика…………………………………………………………………………131

3.1.1 Содержание стадий технической подготовки производства………………….131

3.1.2 Конструкторская подготовка производства……………………………………131

3.1.2.1 Определение трудоемкости разработки рабочей документации…………...132

3.1.2.2 Трудоемкость стадий КПП генератора автомобиля ………………………...133

3.1.3 Технологическая подготовка производства……………………………………135

3.1.3.1 Определение трудоемкости разработки технологической документации на механическую обработку деталей……………………………………………………………135

3.1.3.2 Определение трудоемкости разработки технологической документации на сборку и электромонтаж радиоприемника…………………………………………………..137

3.1.3.3 Определение трудоемкости конструирования и изготовления специального технологического оснащения и инструментов……………………………………………...137

3.1.3.4 Общая трудоемкость технологической подготовки производства…………139

3.1.4 Определение продолжительности стадий технической подготовки производства…………………………………………………………………………………...139

3.1.5 Разработка календарного графика (сетевого графика) технической подготовки производства…………………………………………………………………………………...140

3.1.6 Оптимизация сетевого графика…………………………………………………142

3.2 Расчет технико-экономических показателей проектируемого устройства   и определение эффективности проекта………………………………………………………. 151

3.2.1 Расчет капитальных затрат………………………………………………………151

3.2.2 Расчет себестоимости продукции……………………………………………….154

3.2.3 Ценообразование………………………………………………………………....165

3.2.4 Определение точки самоокупаемости производства изделия………………...166

3.2.6 Определение экономической эффективности проекта………………………...167

3.3 Выводы…………..……………………………………………………………….....170

4 Экология и безопасность жизнедеятельности

4.1 Актуальность вопроса безопасности и экологичности при производстве радиоприемных устройств……………………………………………………………………171

4.2 Анализ мероприятий по обеспечению безопасности при производстве радиоприемных устройств……………………………………………………………………173

4.3 Разработка мероприятий, по обеспечению безопасности, повышению нормальныхусловий выполняемых работ………………………………………………….174

4.4 Расчёт систем, обеспечивающих безопасность человека……………………….176

4.5 Анализ пожарной безопасности на участке производства радиоприемных устройств……………………………………………………………………………………….179

4.6 Анализ   экологичности техпроцесса производства радиоприемных устройств……………………………………………………………………………………….180

4.7Выбор схемы очистки газов от парообразных и газообразных примесей…….181

4.8Выводы………………………………….………………………………………….184

Заключение……………………………………………………………………………..184

Список использованной литературы………………………………………………….186

Приложения…………………………………………………………………………….188

Введение

         Для управления и обеспечения работы информационной измерительных систем, которые осуществляют контроль параметров, их хранение, обработку и передачу по основным мультиплексным системам автомобилей, необходимо иметь каналы внутренней и внешней связи. Под каналами внутренней связи автомобиля понимается комплекс приемопередающих устройств, которые осуществляют обработку и выдачу информационных массивов, как правило, водителю (или оператору специального транспортного средства). Здесь, как правило, функционирует информация о параметрах автомобиля, а также информация телеуправления и телесигнализации.

         К внешним каналам относят каналы, которые предназначены для передачи и приема информационных массивов, которые характеризуют не только состояние постоянно-контролируемых параметров узлов автомобиля, но также позволяют осуществлять обмен информацией между водителем и диспетчерами, обеспечивающими контроль за безопасностью дорожного движения. Учитывая, что автомобили и пункты управления могут находиться на значительных расстояниях, то в этом случае необходимо иметь постоянные радиоканалы, которые осуществляют прием и передачу не только информационных данных, но и возможность речевого обмена между водителем и соответствующими диспетчерами (диспетчера станции технического обслуживания, диспетчерами станции управления и т.д.).

         Поэтому и тема дипломного проекта, посвященная разработке приемного радиоканала, является актуальной и необходимой для народного хозяйства.

         В настоящее время существуют многочисленные каналы различных диапазонов радиоволн.

         Изобретение радио великим русских ученым Поповым А.С. в 1985 году явилось одним из величайших открытий науки и техники. Этому предшествовали разработки английского физика Максвелла по теории существования электромагнитных волн, а в 1888 году немецкий ученый Герц доказал экспериментально существование электромагнитных волн. Дальнейшие разработки в области радиотехники (1904 год – изобретение английским ученым Флемингом двухэлектродной лампы, 1906 год – Форест изобрел трехэлектродную лампу) позволили повысить качество как радиоприемных, так и радиопередающих средств.

         Целью данного дипломного проекта является разработка универсального радиоканала, который обеспечит прием универсальных приемных массивов и речевой информации. Для достижения этой цели предполагается разработать функциональную схему общего тракта приема и обосновать с детальным конструкторский и технологическим расчетами основные узлы унифицированного радиотехнического устройства – радиостанции. Выбор конкретных типов элементов и конкретной схемы радиоприемного устройства обуславливается общими требованиями к автоэлектронике вообще, а это в свою очередь связано с довольно тяжелыми условиями эксплуатации: высокая температура, широкий диапазон изменения температуры, повышенная влажность.

         Современный радиоканал должен обладать высокой степенью надежности и долговечности, сопоставимой со сроком эксплуатации либо самого автомобиля, либо соответствующей станции (поста), срок его службы должен быть не менее 15 лет (если на автомобиле, то не менее 700 тысяч километров пробега.

Разрабатываемый процесс его производства не должен подразумевать высокую трудоемкость, выбранная схема должна быть достаточно технологичной.

Масса-габаритные параметры разрабатываемого устройства должны быть по возможности не большими. Производство разрабатываемого радиоканала приема в будущем может быть налажено без особых трудностей при наличии малогабаритных элементов по технологии поверхностного монтажа.

1.1 Анализ схем построения радиоприемных трактов

1.1.1 Этапы развития и современное состояние ИИС и радиоканалов дистанционных управлений, измерений и связи

          Под информационной измерительной системой (ИИС) транспортных средств понимается совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измери­тельной информации, ее преобразования, обработки с целью представле­ния потребителю, в том числе для ввода в АСУТП, в требуемом виде, либо ав­томатического осуществления логических функций измерения, контро­ля, диагностики, идентификации и т. п.

В зависимости от выполняемых функций ИИС реализуются в виде:

-измерительных систем (ИС);

-систем автоматического контроля (САК);

-систем технической диагностики (СТД);

-систем распознавания образов (идентификации) (СРО);

-телеизмерительных систем (ТИС).

В СТД, САК, СРО измерительная система входит как подсистема.

Назначение любой информационно-измерительной системы, необ­ходимые функциональные возможности, технические характеристики и другие в решающей степени определяются объектом исследования, для которого данная система создается.

Назначение информационно-измерительной системы можно опреде­лить как целенаправленное оптимальное ведение измерительного про­цесса и обеспечение смежных систем высшего уровня достоверной ин­формацией. Исходя из этого основными функциями информационно-измерительной системы является — получение измерительной информации от объекта исследования, ее обработка, передача, представление информации опера­тору или ЭВМ, запоминание, отображение и формирование управляю­щих воздействий.

Измерительные информа­ционные системы оптимизируют по многим частичным критериям та­ким, как точность, помехоустойчивость, надежность, пропускная спо­собность, адаптивность, сложность, экономичность и др.

Измерительные информационные системы обычно классифицируют по различным признакам, основными их которых являются:

1 По разновидности входных величин (таблица 1.1):

Таблица SEQ Таблица * ARABIC 1.1 - Классификация ИИС

Классификационный признак	Классы
	1	2
Поведение во времени Расположение в пространстве Характер величин Энергетический признак Взаимосвязь помех с входными величинами	Неизменное Сосредоточенное Непрерывный Активные Независимые помехи	Изменящиеся Распределенное Дискретный Пассивные Помехи, связанные с входными величинами

2По выходной информации — измерительные (на выходе количественная измерительная информация), контрольно-диагностические и рас­познающие (на выходе количественные суждения о состоянии объектов).

3 По принципам построения (таблица 1.2):     

Таблица 1.2 - Классификация ИИС по принципам построения

Классификационный признак	Классы
	1	2
Наличие   специального   канала связи Порядок выполнения операций получения информации Агрегатирование состава систе­мы Использование стандартного ин­терфейса Наличиепрограммно-управляе­мых   вычислительных   устройств (микропроцессоры, ПЭВМ и пр.) Наличие контуров информаци­онной обратной связи Изменение скоростей получения и выдачи информации Сигналы, используемые в ИИС Структурная и информационная избыточность	Отсутствует Последователь­ный Агрегатирован-ный Не используется Отсутствуют Разомкнутые Без изменения (в реальном времени) Аналоговые Безызбыточные системы	Имеется Параллельный Неагрегатированный Используется Имеются Компенсационные   (од­но- и многоконтурные сис­темы) С изменением скоростей Кодоимпульсные Избыточные системы

В зависимости от способа организации передачи информации между функциональными блоками (ФБ) различают цепочечную, радиальную и магистральную структуры измерительных информационных систем (рисунок 1.1).

При этом основные требования,предъявляемые к ИИС, состав и структура конкретной ИИС определяется общими тех­ническими требованиями, установленными ГОСТом, и частными требованиями, содержащимися в техниче­ском задании на ее созда­ние по конкретному типу автомобиля.

Рисунок SEQ Рисунок * ARABIC 1.1 - Структуры информационно-измерительных систем

Информационно-измерительная система должна управлять измерительным процессом или эксперимен­том в соответствии с принятым критерием функционирования; выпол­нять возложенные на нее функции в соответствии с назначением и целью; обладать требуемыми показателями и характеристиками точности, на­дежности и быстродействия, отвечать экономическим требованиям, предъявляемым к способам и форме представления информации, разме­щения технических средств, быть приспособленной к функционирова­нию с измерительными информационными системами смежных уровней иерархии и другими ИИС и ИВК, т. е. обладать свойствами технической, информационной и метрологической совместимости, а также допускать возможность дальнейшей модернизации и развития.

Упрощенная схема взаимодействия основных компонентов ИИС представлена на рисунке 1.2.

SHAPE* MERGEFORMAT

Для обеспечения управления на автомобиле

Для обеспечения анализа информации на тех.центрах и обеспечения вывода управляющего воздействия по радиоканалам

Рисунок 1.2 - Основные компоненты ИИС

Процессом функцио­нирования информационно-измерительной систе­мы, как и любой другой технической системы, яв­ляется целенаправленное преобразование входной информации в выходную. Это преобразование вы­полняется либо автомати­чески комплексом техни­ческих средств (КТС) (тех­ническим обеспечением), либо совместно-оператив­ным персоналом и КТС всложных  ИИС,   ИВК, ИИУС. Чтобы люди и КТС могли функционировать оптимально, необхо­димы соответствующие инструкции и правила. Эту задачу выполняет ор­ганизационное обеспечение.

Математическое, программное и информационное обеспечение вхо­дит в состав только ИИС, ИВК и ИИУС с цифровым вычислительным комплексом.

Математическое обеспечение — это модели и вычислительные алго­ритмы.

Программное обеспечение гарантирует конкретную реализацию вы­числительных алгоритмов и алгоритмов функционирования системы и охватывает круг решений, связанных с разработкой и эксплуатацией про­грамм.

Информационное обеспечение определяет способы и конкретные формы информационного отображения состояния объекта исследования в виде документов, диаграмм, графиков, сигналов для их представления обслуживающему персоналу и ЭВМ для дальнейшего использования в управлении.

Всю систему в целом охватывает метрологическое обеспечение.

Технические средства ИИС составляют основу системы и состоят из следующих блоков:

1) множества первичных измерительных преобразователей (датчи­ков);

2) множества вторичных измерительных преобразователей;

3) устройство нормализации сигналов (УНС);

4) кодирующих, декодирующих устройств;

5) множества элементов сравнения и мер;

6) блока цифровых устройств;

7) множества элементов описания — норм;

8) множества преобразователей сигнала, средств отображения, памя­ти и др.

Блоки 1 ...7 используются в цифровых ИИС, а 1, 2, 5 и 8 — в аналого­вых ИИС.

При наличии в составе ИИС ЭВМ информация к ЭВМ может посту­пить непосредственно от устройств обработки и (или) хранения.

В развитии измерительных информационных систем можно отметить ряд поколений [4].

Первое поколение — формирование концепции ИИС и системная ор­ганизация совместной автоматической работы средств получения, обра­ботки и передачи количественной информации. Системы первого поко­ления — это системы в основном централизованного циклического полу­чения измерительной информации с элементами вычислительной техни­ки на базе дискретной полупроводниковой техники. Этот период (конец 50-х — начало 60-х годов) принято называть периодом детерминизма, так как для анализа в ИИС использовался хорошо разработанный аппарат аналитической математики.

Второе поколение — использование адресного сбора информации и обработку информации с помощью встроенных ЭВМ. Элементную базу здесь представляют микроэлектронные схемы малой и средней степени интеграции. Этот период (70-е годы) характерен решением целого ряда вопросов теории систем в рамках теории случайных процессов и матема­тической статистики, поэтому его принято называть периодом стохастичности.

Третье поколение — широкое введение в ИИС БИС, микропроцессо­ров и микропроцессорных наборов, микроЭВМ и промышленных фунц-киональных блоков, совместимых между собой по информационным, метрологическим, энергетическим и конструктивным характеристикам, а также созданием распределенных ИИС. Этот период характерен тем, что появились адаптивные ИИС.

Четвертое поколение — появление гибких перестраиваемых про­граммируемых ИИС в связи с развитием системотехники и вычислитель­ной техники. В элементной базе резко возрастает доля интегральных схем большой и сверхбольшой степени интеграции.

Пятое поколение набирает силу и входит в жизнь народного хозяйст­ва — это интеллектуальные и виртуальные измерительные информаци­онные системы, построенные на базе ПЭВМ и современного математиче­ского и программного обеспечения [4].

Поскольку области применения измерительных информационных си­стем весьма обширны — это промышленное и сельскохозяйственное производство, медицина и космос, искусство и научный эксперимент, АСУТП и АСУ, связь и вычислительные системы — математические мо­дели объектов столь же разнообразны. Однако методы математического моделирования позволяют одинаковыми формулами представлять раз­личные по своей природе объекты и использовать для исследования и ре­шения задач оптимизации и синтеза ИИС электронно-вычислительные машины и ПЭВМ.

Различают три основных метода получения математических моделей исследования ИИС:

-аналитический;

-экспериментальный;

-экспериментально-аналитический.

В последние годы при создании ИИС широко используется математи­ческое моделирование, реализующее цепочку: объект — модель — вы­числительный алгоритм — программа для ПЭВМ — расчет на ПЭВМ — анализ результатов расчета — управление объектом исследования.

Алгоритм измерения может быть представлен словесно, аналитиче­ски, графически или сочетанием этих методов. Последовательность дей­ствий при этом не произвольна, а реализует тот или иной метод решения задачи. Во всех случаях она должна быть настолько точно сформулирова­на, чтобы не осталось места для различных двусмысленностей.

Так, оценку измеряемой величины можно представить

                                                                                                                       (1.1)

где Р — оператор, представляющий алгоритм измерений;

      — сигнал, несущий информацию о значении измеряемой величины;

       — мера или образцовая величина, лежащая в основе операции сравнения.

Для совместных и совокупных измерений в ИИС часто используют много­мерные и аппроксимирующие системы и в первую очередь многоканальные ИИС параллельного действия.

      Многоканальные ИС параллельного действия — это один из наиболее распространенных видов ИИС, обладающих наиболее высокой надежностью и более высо­ким быстродействием при одновременном получении информации, воз­можностью подбора средств измерений к замеряемым величинам, что может исключить унификацию сигналов. Однако они имеют повышен­ные сложность и стоимость (рисунок 1.3).

В отличие от ИС параллельного действия схема мультиплицирован­ной системы (рисунок 1.4) включает только одну общую меру для всех кана­лов.

В этих системах измерительная величина сравнивается с линейно из­меняющейся величиной. При фиксированных моментах начала развертки и равенствах и хи может быть определен интервал времени t_x, пропорцио­нальный значению хь. В многоканальной системе возникают трудности в разделении сигналов от элементов сравнения. В этом случае прибегают к специальным мерам.

   а – аналоговая мера; б – цифровая мера

Рисунок 1.3 - Структурная схема многоканальной измерительной схемы.

Можно указать следующие основные способы построения телеизме­рительной системы:

ПП—первичные преобразователи; ООН — блок обработки и отображения информации; КП — контрольные пункты; ПКС — преобразователи кодов и сигналов; КС — канал связи

Рисунок 1.4 - Структурная схема телеизмерительной системы

- по виду модуляции: интенсивные (тока, напряжения), времяимпулъсные (ВИМ и ШИМ), частотные (ЧИМ и ЧМ), кодоимпулъсные (двоич­ные и недвоичные), цифровые и адаптивные;

-по виду телеизмеряемого параметра: аналоговые и цифровые;

-по числу каналов связи: одноканальные и многоканальные;

-по характеристике каналов связи: проводные и радиоканальные;

-по виду телеизмерения: непрерывные; по вызову; по выбору.

При этом могут производиться телеизмерения текущих, статисти­ческих и интегральных значений параметров. Каналы бывают совмещен­ные, симплексные и дуплексные. Установлены следующие классы точно­сти устройств телеизмерений: 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,6; 2,5; 4,0.

Сравнительная оценка систем телеизмерений ведется:

-по реально достижимой минимальной погрешности;

-помехоустойчивости;

-надежности системы;

-возможности работы с различными каналами связи;

-стоимости;

Наиболее помехоустойчивые — это системы кодоимпульсных телеизмерений.

         Для передачи информационных массивов информационно-измерительных систем необходимо иметь радиоканал передачи и приема информации

1.1.2 Анализ схем построения радиоприемных трактов

1.1.2.1 Структурные схемы радиоприемных устройств, их анализ      

         Простейший радиоприемник может быть представлен структурной схемой изображенной на рисунке 1.5. Данная схема представляет собой структурную схему радиоприемника прямого усиления. Приемник прямого усиления характеризуется тем, что выделение и усиление, принимаемого сигнала осуществляется непосредственно на частоте сигнала.

1 – Входная цепь; 2 – усилитель радиочастоты; 3 – детектор; 4 – усилитель звуковой частоты; СЭП – система электропитания.

Рисунок 1.5 – Структурная схема приемника прямого усиления

Определим назначение основных каскадов радиоприемника и требования, предъявляемые к ним. Радиочастотный сигнал от ан­тенны через соединительный фидер поступает во входную цепь 1. Входная цепь (ВЦ) содержит резонатор, настраиваемый на частоту принимаемого сигнала. Она предназначена для обеспечения высо­кой частотной избирательности принимаемого сигнала и ослабле­ния действия помех различного происхождения, действующих на выходе приемной антенны. Кроме того, входная цепь выполняет роль согласующего устройства, которое обеспечивает поступление максимального по уровню сигнала, от антенны к усилителю радио­частоты 2 ,

Усилитель радиочастоты (УРЧ) предназначен также для реше­ния задачи частотной избирательности принимаемого сигнала. Кро­ме того, в УРЧ сигнал должен быть усилен до значения, обеспечи­вающего нормальную работу следующего блока радиоприемника - де­тектора 3, а также обеспечивает избирательность по зеркальному каналу. Детектор предназначен для осуществления процесса детектирования (демодуляции), заключающегося в преобразовании сигналов радиочастоты с цель» воспроизведения управляющих коле­баний, которыми модулирован сигнал, излучаемый радиопередающим устройством. Различают детекторы амплитудные, частотные и фазо­вые. Уровень сигнала (по мощности или по напряжению), снимаемо­го с детектора, является недостаточным для обеспечения нормаль­ной работы оконечного устройства. Поэтому обычно после детекто­ра колебания подаются на усилитель звуковой (УЗЧ) частоты 4, который усиливает выходное напряжение с детектора до уровня, необходимого для нормального функционирования оконечного устрой­ства.- При этом в качестве оконечного устройства может быть ис­пользован громкоговоритель, телефон, электроннолучевая трубка и т.д. Система питания (СЭП) предназначена для подачи питающих напряжений на активные элементы каскадов радиоприемника.

В приемнике прямого усиления иногда такие каскады, как УРЧ и УЗЧ, могут отсутствовать. Такой радиоприемник обычно называют детекторным. Приемники прямого усиления были очень широко рас­пространены до 30-х годов текущего столетия. Однако из-за прису­щих им серьезных недостатков они находят ныне очень ограничен­ное применение.

К этим недостаткам относятся:

-малая селективность, то есть малое ослабление сигналов соседних радиостанций по сравнению с сигналом станции, на которую настроен приёмник. Поэтому этот тип приёмников удобно использовать только для мощных радиостанций, работающих в длинноволновом или средневолновом диапазоне (из-за особенностей распространения волн в ионосфере длинноволновые и средневолновые сигналы не могут распространятся слишком далеко, поэтому приёмник принимает только ограниченное число местных станций). Из-за этого недостатка приёмники прямого усиления не производятся промышленностью и в основном используются только в радиолюбительской практике;

-невозможность обеспечить требуемую частотную избиратель­ность, так как по мере повышения частоты принимаемых сигналов полоса пропускания приемника будет возрастать, а избирательность уменьшаться;

-невозможность обеспечить высокую чувствительность радиоприемника, что связано с трудностями достижения больших значений коэффициента усиления его каскадов.

Отмеченные недостатки могут быть практически устранены в так называемом супергетеродинном радиоприемнике. Структурная схема супергетеродинного приемника показана на рисунке 1.6

Из сопоставления структурных схем супергетеродинного приемника и приемника прямого усиления следует, что супергетеродинный приемник отличается от приемника прямого усиления наличием трех дополнительных каскадов: преобразователя частоты 3, 7 и усилителя промежуточной частоты.

1 – входная цепь; 2 – усилитель радиочастоты; 3 – смеситель; 4 – усилитель промежуточной частоты; 5 – детектор; 6 – усилитель звуковой частоты; 7 – гетеродин; СЭП – система электропитания

Рисунок 1.6 – Структурная электрическая схема супергетеродинного приемника

Преобразователь частоты преобразует несущую частоту принимаемого сигнала в другую, более низ­кую промежуточную частоту. Он состоит из двух основных устройств: смесителя 3и гетеродина 7 . Смеситель представляет собой не­линейный элемент (биполярный транзистор, полевой транзистор, полупроводниковый или параметрический диод). Выбор типа смеси­теля определяется конкретными требованиями к радиоприемнику. Гетеродин представляет собой маломощный генератор, работающий на частоте .Как правило, это автогенератор, выполненный на транзисторах, туннельных диодах, клистронах.

В выходной цепи преобразователя частоты образуется множест­во колебаний с комбинационными частотами

                                                                                                                 (1.2)

где m  = 1,2,3,...;

       n = 1,2,3,...;

         - частота сигнала, Гц.

Одно из этих колебаний используется в качестве колебания промежуточной частоты f_п , равной

                                                                                                                     (1.3)      

Эти колебания выделяются на нагрузке смесителя, представ­ляющей собой резонансную систему, настроенную на частоту, и поступают на усилитель промежуточной частоты(УПЧ). Усилитель промежуточной частоты предназначен для усиления сигнала проме­жуточной частоты и обеспечения необходимой избирательности по отношению к сигналам радиопередатчиков, работающих в соседних радиоканалах.

Поскольку обычно, то на относительно низкой часто­те легче обеспечить большоеусиление сигнала и сформировать фильтры с узкополосной частотой характеристикой требуемой фор­мы.

В радиоприемниках, работающих в некотором диапазоне частот, стремятся обеспечить постоянство промежуточной частоты.

Таким образом, в супергетеродинном приемнике имеются все условия как для увеличениякоэффициента усиления всего приемного тракта, так и для получения гораздо лучшей избирательности.

Однако супергетеродинные приемники не лишены и некоторых недостатков. В частности, при фиксированной настройке на частоту сигналаони способны принимать не толькополезные сигналы, но и сигналы, имеющие другие частоты. Основной паразитный побочный канал приема носит название зеркального канала (канала симметричной станции). Смысл зеркального канала можно пояснить с помощью рис. 1.7. Как можно видеть из представленного рисунка, частота зеркального канала отстоит от частоты гетеродина   вправо на величину промежуточной частоты

Рисунок 1.7 – Принцип образования зеркального канала

Отчастоты сигналачастота отличается на удвоенное зна­чение промежуточнойчастоты. Колебания на частотепреобра­зуются, так же как и колебания с частотой, вколебания про­межуточной частотыДругими словами, радиоприемник оказываетсянастроенным на две частоты -    и симметрично рас­положенные относительночастоты гетеродина.После преобразования колебания на частотеокажутся в пределах полосы про­секания УПЧ и будут мешать приему полезного сигнала на часто­те. С целью устранения мешающего действия зеркальной помехи, принимают специальные меры:

-выбирают значение промежуточной частоты  достаточно
большим, так как в этом случае подавление колебанийв цепях преселектора будет тембольше, чем дальше эта частота отстоит от резонансной частоты колебательной системы;

-применяют преселектор, обладающий достаточно большой избирательностью.

Кроме указанного недостатка, для супергетеродинного приемника характерны и некоторые другие:

-гетеродин может создавать помехи близко расположенным радиоприемным устройствам. Этот недостаток может быть устранен применением экранировки с цепей развязки;

-возникновение так называемых комбинационных частот за счет образования биений между несколькими промежуточными часто­тами. Основная мера исключения этого недостатка - выбор соот­ветствующего режима работы смесителя и снижение уровня гармонических составляющих гетеродинного напряжения.

В настоящее время все радиоприемники строятся по принципу супергетеродинного приемника с несколькими преобразованиями частоты.

С усилителя промежуточной частоты 8 сигнал промежуточной частоты поступает (в зависимости от вида модуляции) в один из ча­стных трактов, предназначенных для приема, выделения и усиления различных видов сигналов.

1.1.2.2 Особенности построения радиоприемных устройств

При решении задач обеспечения управления и связи в настоящее время используется большое количество типов радиоприемников. Совместно с ра­диопередатчиками они образуют радиостанции очень малой, малой и средней мощностей. Широкое применение находят также радиоприемники, выполненные в виде самостоятельных функциональных устройств.

На рисунке 1.8 представлена обобщенная структурная схема связного радиоприемного устройства. С приемной антенны радиосигнал через устройство согласования и коммутации 1   поступает в об­щий тракт радиоприемника, где происходит его выделение и усиление в усилителе радиочастоты 2.   с последующим переносом из области несущей частоты в область промежуточных частот.

Рисунок 1.8 - Обобщенная структурная схема связного радиоприемного устройства

Для обеспечения высокой стабильности рабочей радиочастоты приема в радиоприемниках применяют специальные устройства стабилизации частоты. Гетеродины 4 и 7 . совместно с уст­ройством стабилизации частоты 9образуют гетеродинное устрой­ство. Современные гетеродинные устройства строятся на принципах цифровых синтезаторов частот. Стабилизация час­тоты в них осуществляется системой фазовой автоподстройки ча­стоты, имеющей каналы грубой и точной подстройки.

Для обеспечения оперативного управления радиоприемником и контроля его узлов предусматривается устройство управления и контроля 15. Как правило, радиоприемные устройства имеют местное и дистанционное управление. При местном управлении приемник управляется с передней панели, при дистанционном - с пульта дистанционного управления. Контроль может быть трех видов: обоб­щенный, сквозной и стрелочный. Обобщенный контроль позволяет непрерывно следить за состояниемосновных каскадов радиопри­емника. Сквозной контроль позволяет оценивать состояние тракта усиления и выделения сигналов и качество настройки отдельных каскадов с помощью тестовых сигналов. Стрелочный контроль позво­ляет определять место неисправности с точностью до блока.

Система питания 14 позволяет осуществлять электропитание каскадов радиоприемника как от источников постоянного тока, так и от сети переменного тока.

Широкое применение в современных связных радиоприемниках микроэлектронной элементной базы позволяет автоматизировать процессы перестройки приемных трактов на заданные - рабочие частоты, осуществлять автоматическую электронную коммутацию поддиа­пазонов, Автоматически контролировать точность настройки и т.п.

Для выбора схем построениям РПУ осуществлен патентный поиск и анализ основных схем построения РПУ.

1.2 Результаты патентных исследований                

1.2.1 Анализ авторских свидетельств и патентов по радиоприемникам

Таблица 1.3 -Справка о поиске                                                                         

Предмет поиска	Страна поиска	Классификационные признаки	По фонду организации	Источник информации
Научно-техническая документация, наименование, дата публикации, выходные данные с указанием предметов просмотра	Патентная документация, наименование патентного бюллетеня, журналов, охранная документация, номера и их публикация с указанием пределов просмотра
1 Радиоприемное устройство	РФ	7 H 04 B 1/06	ВПТБ	Нет сведений	Официальный бюллетень Российского агентства под патентным знаком № 18. Авторское свидетельство 2163704. Дата публикации 12.08.2004
2 Приемник модулирован-ного периодического сигнала	РФ	6 H 04 B 1/06	ВПТБ	Нет сведений	Официальный бюллетень Российского агентства под патентным знаком № 7. Авторское свидетельство 717808. Дата публикации 10.03.1998

Продолжение таблицы 1.3

Предмет поиска	Страна поиска	Классификационные признаки	По фонду организации	Источник информации
Научно-техническая документация, наименование, дата публикации, выходные данные с указанием предметов просмотра	Патентная документация, наименование патентного бюллетеня, журналов, охранная документация, номера и их публикация с указанием пределов просмотра
3 Радиоприемник прямого преобразования	РФ	7 H 04 B 1/30	ВПТБ	Нет сведений	Официальный бюллетень Российского агентства под патентным знаком № 30. Авторское свидетельство 5095536. Дата публикации 27.10.2001
4 Радиоприемное устройство	РФ	7 H 04 B 1/06	ВПТБ	Нет сведений	Официальный бюллетень Российского агентства под патентным знаком № 3. Авторское свидетельство 2171955. Дата публикации 27.01.1997

Таблица 1.4- Патентная документация, отобранная для последующего анализа

Предмет поиска	Страна выдачи, вид и номер охранного документа, классификационные индексы	Заявитель с указанием страны, номер заявки, дата приоритета, конвенционный приоритет, дата публикации	Сущность заявленного технического решения и цель его создания	Сведения о действии охранного документа и причина его аннулирования
1 Радиоприемник прямого преобразования	АС 2175463 С2 7 H 04 B 1/30 РФ	Дата      публикации 27.02.01 Бюл. № 30 Приоритет   10.02.97 97101907/09	Приемник включает в себя средство ввода, содержащее антенну и блокирующий фильтр, выход которого подсоединен к усилителю.	Нет сведений
2Радиоприемное устройство	АС 2072631 С1 7 H 04 B 1/06 РФ	Дата      публикации 10.08.01 Бюл. №3 Приоритет27.01.97 93044550/09	Радиоприемное устройство содержит линейный тракт, включающий входную цепь и регулируемый усилитель промежуточной части, выполнен в виде последовательно соединенных элемента с регулируемым коэффициентом передачи, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усилитель цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) и фильтр АРУ.	Нет сведений

1.2.2 Анализ основных схем построения РПУ

Осуществляем анализ РПУ по результатам патентного поиска. Было выбрано две схемы построения. Рассмотрим радиоприемник прямого преобразования сигналов.

Приемник включает в себя средство ввода, содержащее антенну и блокирующий фильтр, выход которого подсоединен к усилителю. Входной сигнал разделяется и смешивается с синфазным и квадратурным фазовым сигналом, генерируемым гетероди­ном в схеме смесителя соответственно. Выходной сигнал каждой схемы смесителя подается на фильтр низких частот и на вход схемы ограничения. Выходной сигнал каж­дого фильтра низких частот подается на вход схемы сумматора соответственно, первый из которых сконструирован для суммирования синфазного и квадратурного фазовых сигна­лов, а второй приспособлен для вычитания синфазного и квадратурного фазовых сигна­лов, для генерирования соответствующего выходного сигнала, имеющего оси, являющи­еся промежуточными к осям синфазного и квадратурного фазовых сигналов. Эти сигна­лы вместе с синфазным и квадратурным фазовыми сигналами проходят через схему ограничения соответственно на схему деко­дера для восстановления данных. Выходные сигналы схем ограничения представляют собой сигналы, квантованные на восемь возможных фазовых состояний, разделенных 45°. Когда входной сигнал является GFSK(частотное    манипулирование    по    Гауссу)модулированным, то вектор будет всегда пересекать по меньшей мере одну ось, поэтому направление может быть установле­но перед восстановлением данных. Техниче­ский результат - создание приемника прямого преобразования для использования с сигналами фазовой модуляции, который не требует регулировки усиления. 1 с. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил.

Настоящее изобретение относится к радиоприемнику прямого преобразования для использования в радиосистемах.

Известно использование прямого преоб­разования в радиоприемниках, которые избегают объемных и дорогих фильтров ПЧ. Использование РЧ-фильтров также значи­тельно упрощается, и весь радиоприемник может быть объединен в единственную микросхему.

На практике одним из основных препят­ствий успешной реализации прямого преоб­разования, особенно в цифровом коммуникационном оборудовании, является потребность в автоматической регулировке усиления (АРУ). В приемнике прямого преобразования АРУ должно быть получено из полосы частот модулирующих сигналов, что часто делает его слишком медленным для применения с импульсными сигналами, обычно применяемыми в современных циф­ровых системах.

На рисунке 1.9 изображена функциональная электрическая схема, которая часто используется в приемниках поискового вызова (пейджинговых) с малой скоростью передачи данных, и включает в себя антенну 2, соединенную с входом блокирующего фильтра 4, выход которого подсоединен ко входу усилителя 6. Выходной сигнал усилителя подается на вход смесите­лей 8, 10 соответственно, которые принима­ют на второй вход выходной сигнал гетеродина 12. Смеситель 8 принимает сигнал, который отличается по фазе от сигнала гетеродина 12 на 0°, а смеситель 10 принимает сигнал, который отличается по фазе от сигнала гетеродина 12 на 90°. Выходы смесителей 8 и 10 подаются соответственно на вход фильтров низких частот 14, 16, выходы которых подсоединены к ограничителям 18, 20 соответственно. Выходной сигнал ограничителя 18 является синфазным сигналом I, а выходной сигнал ограничителя 20 является квадратурным фазовым сигналом Q. Описанная схема, таким образом, не требует никакого АРУ.

Рисунок 1.9 – Функциональная электрическая схема пейджингового приемника

Если входные сигналы приемника явля­ются частотно-манипулированными (FSK, ЧМн) сигналами, это может быть представ­лено в векторном виде так, как изображено на рисунке 1.10. Диаграмма на рисунке 1.10 а) изображает, что входной сигнал может иметь любой фазовый угол, в то время как выходные сигналы после резкого ограничения - сигналы I и Q - являются квантованными в любом из четырех возможных состояний, как изображено на рисунке 1.10 б).

Рисунок 1.10 – а) диаграмма изменения входного сигнала; б) диаграмма изменения выходного сигнала, в зависимости от входного

Для того, чтобы демодулировать ЧМ-сигнал, необходимо установить направление поворота вектора. Это является открытым (простым) в пейджинговых системах, где индекс модуляции является высоким, поэто­му вектор будет вращаться несколько периодов для каждого бита данных. Ограни­ченные выходные сигналы I и Q затем становятся импульсами прямоугольной фор­мы со сдвигом фазы на 90° друг к другу, или опережающими или запаздывающими, в зависимости от направления вращения. С помощью сравнения ограниченных сигналов I и Q на фазочувствительном детекторе (например, D-триггере) может быть опреде­лена полярность разности фаз, а следова­тельно, может быть восстановлена модуляция.

Однако в более спектрально эффективных схемах с низким индексом модуляции, например схемах частотной манипуляции по Гауссу (GFSK), вектор может вращаться до 50° на бит данных. Это означает, что вектор может оставаться целиком в одном квадран­те, поэтому изменений в выходных сигналах ограничителей нет. В этом случае данные являются невосстанавливаемыми.

Задачей рассматриваемого изобретения является создание приемника прямого преобразования для использования с сигналами фазовой модуляции, который не требует АРУ.

Согласно настоящему изобретению создан приемник, содержащий средство для приема входного сигнала, переданного через радио­среду, средство для генерации синфазного и квадратурного фазовых сигналов из приня­того входного сигнала и средство для генерации синфазного и квадратурного фа­зовых выходных сигналов в форме импульсов сильно ограниченных сигналов, отличающий­ся тем, что приемник включает в себя схемное средство, сконструированное для генерации дополнительных осей, являющихся промежуточными к осям синфазного и квадратурного фазовых сигналов, из которых генерируются импульсные сильно ограничен­ные сигналы, и средство декодирования, сконструированное для приема импульсов сильно ограниченных сигналов и сконструи­рованное для генерации данных, соответст­вующих принятому радиосигналу.

Это схемное средство может включать в себя схемы первого и второго сумматоров, первая из которых предназначена для суммирования синфазного и квадратурного фазовых сигналов, из которых второй сконструирован для вычитания синфазного и квадратурного фазовыхсигналов,посредст вом этого генерируя сигналы, имеющие оси, которые являются промежуточными к осям синфазного и квадратурного фазовых сигна­лов.

Схемное средство может включать в себя радиометрический сумматор для генерации восьми осей, промежуточных к осям синфаз­ного и квадратурного фазовых сигналов. Формула изобретения имеет вид:

1. Приемник прямого преобразования для преобразования входного радиочастотного сигнала, содержащий антенное средство для приема входного сигнала, переданного через радиосреду, первое схемное средство для генерирования синфазногои  квадратурногофазовых сигналов из принятого входного сигналов, второе схемное средство для приема синфазного и квадратурного фазовых сигналов и генерирования множества сигна­лов, имеющих оси, промежуточные к осям синфазного и квадратурного фазовых сигналов, имеющих оси, промежуточные к осям синфазного и квадратурного фазовых сигна­лов, средство для генерирования выходных синфазного, квадратурного и множества сигналов, имеющих оси, промежуточные к осям синфазного и квадратурного фазовых сигналов, в форме пакета импульсов сильно ограниченных сигналов, средство декодиро­вания для приема пакетов импульсов сильно ограниченных сигналов и для генерирования сигналов данных, соответствующих принято­му входному сигналу, содержащее логиче­скую схему для выдачи выходного сигнала, представляющего одно из, по меньшей мере, восьми возможных фазовых состояний при­нятого входного сигнала при использовании, по меньшей мере, двух сигналов, которые имеют оси, промежуточные к осям синфаз­ного и квадратурного фазовых сигналов, и средство для вычитания предыдущего векто­ра, представляющего входной сигнал, из текущего вектора для генерирования после­довательности положительных или отрица­тельных импульсов в зависимости от знака фазового сдвига.

2.Приемник прямого преобразования по п.1, в котором последовательность импульсов подана на схему усреднения, а выходной сигнал из схемы усреднения подан на схему ограничения, предназначенную для выделе­ния данных из этой последовательности.

3. Приемник прямого преобразования по п.2, в котором второе схемное средство содержит первую и вторую схемы сумматора, которые предназначены для суммирования синфазного и квадратурного фазовых сигна­лов и для вычитания синфазного и квадра­турного фазовых сигналов в любом отношении для генерирования двух сигналов, которые имеют оси, промежуточные к осям синфазного и квадратурного сигналов. Приемник прямого преобразования по любому из пп.1-3, в котором средство декодирования представляет собой декодер частотно-манипулированных (ЧМн) сигна­лов.

4. Приемник прямого преобразования по п.1, в котором последовательность импульсов подана на схему усреднения, а выходной сигнал из схемы усреднения подан на каждую из трех схем принятия решения, которые предназначены для определения амплитуды и полярности фазового сдвига принятого входного сигнала, причем выход­ной сигнал из каждой схемы принятия решения образует входные сигналы в выходную логическую схему, которая гене­рирует выходные сигналы данных.

5. Приемник прямого преобразования по п.5, в котором второе схемное средство представляет собой радиометрический сум­матор, предназначенный для генерирования множества фазовых сигналов, которые имеют оси, промежуточные к осям синфазного и квадратурного сигналов.

6. Приемник прямого преобразования по п.б, в котором средство декодирования предназначено для генерирования выходного сигнала, представляющего одно из шестнад­цати возможных фазовых состояний приня­того сигнала при использовании шести сигналов, которые имеют оси, промежуточ­ные к осям синфазного и квадратурного сигналов.

7.Приемник прямого преобразования по любому из пп.5-7, в котором средство декодирования представляет собой декодер я/4 - относительной квадратурной фазовой манипуляции (тг/4-ОКФМн).

         Рассматриваемый вид РПУ не обеспечивает требуемой избирательности по заданным исходным данным.

Рассмотрим второе РПУ. Используемое для области радиотехники.

Сущность изобретения по А.С. № 2072631 С1 радиоприемного устройства, состоит в том, что оно со­держит линейный тракт, включающий входную цепь и регулируемый усилитель проме­жуточной части, выполнен в виде последо­вательно соединенных элемента с регулиру­емым коэффициентом передачи и элемента с постоянным коэффициентом передачи, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединен­ные усилитель цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) и фильтр АРУ, включение между дополнительным выходом амплитудного детектора и управляющим входом элемента с регулируемым коэффици­ентом передачи, который выполнен в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредственными связями, 1-й каскад которого выполнен в виде усилителя на тиристоре, включенном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, 2-й - в виде усилителя на тиристоре,  включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной отри­цательной обратной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирую­щего элемента, включенного параллельно выходу преобразователя частоты линейного тракта и выполненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение 1-го диода, параллельно которому включен 1-й резистор, и 2-го резистора, а 2-я - 2-й диод, причем 1-й и 2-й диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополосного двух-каскадного усилителя через 1-й разделитель­ный конденсатор, Г-образного делителя напряжения, подключенного к выходу широ­кополосного двухкаскадного усилителя через 2-й разделительный конденсатор, в продоль­ном плече которого включен 3-й резистор, а в поперечном - параллельно соединенные цепи, одна из которых содержит 3-й диод, другая - последовательно соединенные 4-й резистор и 4-й диод, причем 3-й и 4-й диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последовательно соеди­ненных 5-го резистора и 6-го резистора, параллельно которому включен конденсатор, причем отвод делителя, образованный точкой соединения 5-го резистора с шестым, под­ключен к другому выводу резистора в цепи эмиттера транзистора 1-го каскада широко­полосного двухкаскадного усилителя, при этом точка соединения первых диода и резистора, другой вывод 5-го резистора и точка соединения четвертых резистора и диода является управляющим входом элемен­та с регулируемым коэффициентом передачи. Такое радиоприемное устройство при осуще­ствлении его должно обладать линейной регулировочной характеристикой. 2 ил.

Изобретение относится к области радио­техники и может быть использовано в радиоприемных устройствах различного на­значения.

Известно приемное устройство, в котором перед детектором АРУ включен усилитель промежуточной частоты. Недостатком уст­ройства является ухудшение устойчивости работы УПЧ[1].

Известно приемное устройство, в котором при изменении уровня входного сигнала в больших пределах выходная мощность изме­няется незначительно, при этом нелинейные искажения остаются примерно одинаковыми во всем диапазоне регулирования [2]. Недостатком устройства является то, что на участках, соответствующих началу и концу регулировочной характеристики, искажения резко возрастают.

Наиболее близким по технической сущ­ности к предлагаемому радиоприемному устройству является радиоприемное устрой­ство с обратной АРУ. В этом устройстве выпрямленное напряжение сигнала с детек­тора АРУ подается на вход фильтра АРУ, который отфильтровывает переменную со­ставляющую выходного напряжения детекто­ра. Постоянная составляющая этого напряжения подается на вход усилителя АРУ, а затем поступает на УПЧ, в котором осуществляется регулировка коэффициента усиления по напряжению [3]. Недостатком известного радиоприемного устройства явля­ется нелинейность регулировочной характе­ристики, иначе говоря, зависимости коэффициента усиления по напряжению от величины управляющего напряжения, т. е. К_и =* F(Uynp). Эта характеристика по форме имеет вид падающей кривой.

Техническим результатом изобретения является обеспечение линейности регулиро­вочной характеристики.

Это достигается тем, что в радиоприем­ном устройстве, содержащем последовательно соединенные линейный тракт, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усили­тель цепи автоматической регулировки уси­ления (АРУ) и фильтр АРУ, включенные между дополнительным выходом амплитуд­ного детектора и управляющим входом регулируемого усилителя промежуточной ча­стоты линейного тракта, регулируемый уси­литель промежуточной частоты выполнен в виде последовательно соединенных элементов с регулируемым коэффициентом передачи, управляющий вход которого является управ­ляющим   входом   регулируемого   усилителя промежуточной частоты, и избирательного усилителя с постоянным коэффициентом передачи, элемент с регулируемым коэффи­циентом передачи выполнен в виде широко­полосного двухкаскадного усилителя с непосредственными связями, 1-ый из каска­дов выполнен в виде усилителя на транзи­сторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, 2-ой - в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной обрат­ной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу преобразо­вателя частоты линейного тракта и выпол­ненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение первого диода, параллельно которому включен 1-ый резистор и 2-го резистора, а 2-ая - 2-ой диод, причем 1-ый и 2-ой диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополосного двух­каскадного усилителя через 1-ый раздели­тельный конденсатор, Г-образного делителя' напряжения, подключенного к выходу широ­кополосного двухкаскадного усилителя через 2-ой разделительный конденсатор, в продоль­ном плече которого включен 3-ий резистор, а в поперечном - параллельно соединенные цепи, одна из которых содержит 3-ий диод, другая последовательно соединенные 4-ый резистор и 4-ый диод, причем 3-ий и 4-ый диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последо­вательно соединенных 5-го резистора и б-го резистора, параллельно которому включен конденсатор, причем отвод делителя, обра­зованный точкой соединения 5-го резистора с 6-ым, подключен к другому выводу резистора в цепи эмиттера транзистора 1-го каскада широкополосного двухкаскадного усилителя, при этом точка соединения первых резистора и диода является управля­ющим входом элемента с регулируемым коэффициентом передачи.

На рисунке 1.11 приведена электрическая принципиальная схема радиоприемного уст­ройства; на рисунке 1.12 - его регулировочная характеристика.

Рисунок 1.11- Принципиальная электрическая схема радиоприемного уст­ройства

Рисунок 1.12 - Регулировочная характеристика радиоприемного уст­ройства

Радиоприемное устройство (рисунок 1.11) содер­жит входную цепь 1, избирательный усили­тель 2 с постоянным коэффициентом передачи, амплитудный детектор 3 с допол­нительным выходом, усилитель низкой час­тоты (квантователь) 4, усилитель цепи АРУ 5.         Выходная цепь 1 выполнена широкопо­лосной. Избирательный усилитель 2 с постоянным коэффициентом передачи состоит из широкополосных усилителей, соеди­ненных с помощью резонансных фильтров, или представляет собой каскадное соединение операционных усилителей с частотно зависимыми отрицательными обратными связями. Амплитудный детектор 3 может быть выполнен по схеме как диодного, так и транзисторного детектора. Усилитель низкой частоты 4 представляет соединение усилите­лей на биполярных транзисторах с резистивными нагрузками или пороговое устройство, выполненное, например, по схеме компара­тора сигналов. Усилитель цепи АРУ 5 представляет собой усилитель постоянного тока, выполненный, например, на операци­онном усилителе с отрицательной обратной связью по одной из известных схем и подключенный к дополнительному выходу детектора. Между входной цепью 1 и избирательным усилителем 2 с постоянным коэффициентом передачи включен элемент с регулируемым коэффициентом передачи в виде широкополосного двухкаскадного усили­теля с непосредственными связями на биполярных транзисторах б и 7, причем первый из каскадов выполнен по схеме с общим эмиттером с цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряже­нию через резистор 9. Режим работы двухкаскадного широкополосного усилителя по постоянному току обеспечивается с помощью делителя напряжения питания на резисторах 10, 11 в цепи базы транзистора 6,     резистором 12 в его эмиттерной цепи, резистором 13, конденсатором 14 в цепи эмиттера транзистора 7, а также сопротив­лением резистора 15, образующим вместе с емкостью конденсатора 16 фильтр нижних частот в цепи питания. Нагрузкой широко­ полосного двухкаскадного усилителя является резистор 17 в коллекторной цепи второго каскада на транзисторе 7. База транзистора 6 через разделительный конденсатор 18 и коллектор транзистора 7, через разделитель­ный конденсатор 19 и развязывающий резистор 20 подключены соответственно к шунтирующим элементам, каждый из кото­рых выполнен в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит соответственно последовательно соединенные резисто­ры 21 и 22, параллельно резистору 22 включен диод 23 и резистор 24, резистор 25, параллельно которому включен диод 26, а вторая - соответственно диод 27 и диод 28. Диоды 23 и 27, а также 26 и 28 включены встречно. Управляющее напряжение с выхода усилителя цепи АРУ подается на шунтиру­ющие элементы через фильтры нижних частот, образованные резисторами 29, 30, 31 и конденсаторами 32, 33, 34 и 35. Последний шунтирует резистор 12 в эмиттерной цепи транзистора 6 для предотвращения отрица­тельной обратной связи по переменному току. Работа РПУ заключается в следующем.

Известно, что форма вольт-амперных характеристик электронно-дырочных перехо­дов, в частности полупроводниковых диодов такова, что последние могут рассматриваться как несимметричные нелинейные элементы. Следовательно, широкополосный двухкаскадный усилитель, содержащий на входе и выходе шунтирующие элементы с использо­ванием полупроводниковых диодов, диффе­ренциальные сопротивления которых изменяются под действием управляющего напряжения, обеспечивает регулировку ко­эффициента усиления по напряжению. Кри­вая, иллюстрирующая в самом общем виде характер изменения сопротивления практи­чески всех видов нелинейных элементов, представлена в [4 ]. Однако, помимо наличия' на входе и выходе широкополосного двухка­скадного усилителя в качестве элементов регулировки шунтирующих элементов с использованием нелинейных делителей уп­равляющего напряжения в эмиттерной цепи транзистора 6 имеется делитель управляю­щего напряжения, выполненный на резисто­рах 12 и 30 и обеспечивающий регулировку коэффициента усиления по напряжению методом обратной режимной регулировки усиления, при котором последняя произво­дится изменением тока эмиттера. Поскольку регулировки коэффициента усиления по напряжению с помощью применения шунти­рующих элементов, содержащих полупровод­никовые диоды, и использования методов обратной режимной регулировки изменением тока эмиттера независимы, то их можно рассматривать отдельно друг от друга, а суммарное значение регулировки коэффици­ента усиления по напряжению определить, как

                                                    (1.4)

где -  суммарноезначение регулировки коэффициента усиления по напряжению;
               - значение регули­ровки коэффициента усиления по напря­жению шунтирующего элемента на входе усилителя;

                  - значение регу­лировки коэффициента усиления по на­пряжению шунтирующего элемента на выходе усилителя.

В связи с этим при увеличении сигнала на входе широкополосного двухкаскадного усилителя возрастает значение управляюще­го напряжения и, как отмечено ранее, уменьшается дифференциальное сопротивле­ние диодов в цепях шунтирующих элемен­тов, следствием чего является изменение коэффициентов передачи, а следовательно, и коэффициента усиления по напряжению так, как показано на кривой 1 (рисунок 1.12) при отключенных диодах 23 и 26 и иллюстри­руется кривой 2 (рисунок 1.12) при подключенных диодах 23 и 26. При этом следует отметить, что разомкнута цепь подачи управляющего напряжения в эмиттерную цепь транзистора 6 широкополосного двухкаскадного усилите­ля. Зависимость коэффициента усиления по напряжению широкополосного двухкаскадно­го усилителя при подаче управляющего напряжения в эмиттерную цепь транзистора 6 и отключении диодов 27, 28 приведена в виде кривой 3(рисунок 1.12).

Поскольку управляющее напряжение по­дается одновременно как на диоды шунти­рующих элементов, так и в эмиттерную цепь транзистора первого каскада широкополосно­го двухкаскадного усилителя, то суммарное значение регулировки коэффициента усиле­ния по напряжению иллюстрируется кривой 4 (рисунок 1.12).

Следует отметить, что поскольку управ­ляющее напряжение подается на диоды шунтирующих элементов и в эмиттерную цепь транзистора первого каскада широкопо­лосного двухкаскадного усилителя через автономные RC-фильтры, то при уменьше­нии значения сопротивления резистора 30 фильтра в эмиттерной цепи транзистора первого каскада широкополосного двухка­скадного усилителя происходит изменение (увеличение или уменьшение) тока управле­ния в цепи эмиттера транзистора первого каскада ранее указанного усилителя, а следовательно, сдвиг его регулировочной характеристики. Это позволяет обеспечить суммарную регулировочную характеристику коэффициента усиления по напряжению всего радиоприемного устройства с высокой степенью линейности. Формула изобретения имеет вид: раадиоприемное устройство, содержащее последовательно соединенные линейный тракт, амплитудный детектор и усилитель низкой частоты, а также последовательно соединенные усилитель цепи автоматической регулировки усиления (АРУ) и фильтр АРУ, включенные между дополнительным выходом амплитудного детектора и управляющим входом регулируемого усилителя промежу­точной частоты линейного тракта, отлича­ющееся тем, что регулируемый усилитель промежуточной частоты выполнен в виде последовательно соединенных элемента с регулируемым коэффициентом передачи, уп­равляющий вход которого является управля­ющим входом усилителя промежуточной частоты, и избирательного усилителя с постоянным коэффициентом передачи, эле­мент с регулируемым коэффициентом пере­дачи выполнен в виде широкополосного двухкаскадного усилителя с непосредствен­ными связями, первый из каскадов выполнен в виде усилителя на транзисторе, включен­ном по схеме с общим эмиттером, с резистором в цепи эмиттера транзистора, второй - в виде усилителя на транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, с цепью последовательной отрицательной обратной связи по постоянному току и цепью параллельной отрицательной обратной связи по напряжению, шунтирующего элемента, включенного параллельно выходу преобразователя частоты линейного тракта и выпол­ненного в виде двух параллельных цепей, одна из которых содержит последовательное соединение первого диода, параллельно которому включен первый резистор, и второго резистора, а другая - второй диод, причем первый и второй диоды включены встречно, точка соединения вторых резистора и диода подключена к входу широкополос­ного двухкаскадного усилителя через первый разделительный конденсатор, Г-образного делителя напряжения, подключенного к выходу широкополосного двухкаскадного уси­лителя через второй разделительный конден­сатор, в продольном плече которого включен третий резистор, а в поперечном - парал­лельно соединенные цепи, одна из которых содержит третий диод, другая - последова­тельно соединенные четвертый резистор и четвертый диод, причем третий и четвертый диоды включены встречно, и делителя напряжения, выполненного в виде последо­вательно соединенных пятого резистора и шестого   резистора,   параллельно   которому включен конденсатор, причем отвод делите­ля, образованный точкой соединения пятого резистора с шестым, подключен к другому _tвыводу резистора в цепи эмиттера транзи­стора первого каскада широкополосного двухкаскадного усилителя,при этом точка соединения первых диода и резистора, другой вывод пятого резистора и точка соединения четвертых резистора и диода является управляющим входом элемента с регулиру­ющим коэффициентом передачи.

РПУ данного типа не обеспечивает высокой стабильности и постоянного уровня сигнала на выходе, при резких изменениях сигнала на входе.

Исходя из вышеизложенного анализа, с учетом достоинств и недостатков данных РПУ в результате патентного поиска разрабатываем функциональную схему приемника.

Структурная схема информационно-измерительной системы автомобиля представлена на рисунке 1.12.

1.3 Выбор и обоснование функциональной электрической и принципиальной электрической схемы радиоприемного тракта

        

Функциональная электрическая схема разрабатывается перед проектированием и расчетом принципиальной схемы радиоприемника и отражает общие принципы его работы, позволяет уяснить роль и назначение отдельных каскадов.

         Рассчитывается число поддиапазонов тракта приема способом равных частотных интервалов

                                                                                                              (1.5)

         где

                                                                                               (1.6)

         Важным этапом проектирования является выбор номиналов промежуточных частот радиоприемника.

        Значения промежуточных частот могут быть определены с помощью соотношений

                                                                                                   (1.7)

                                             (1.8)

где

                                                                        (1.9)

где    приемника равна

      в диапазоне частот от 20 до 40 МГц);

         (n=4).

         Из ряда стандартных значений промежуточных частот принимаем:

         Определяется число каскадов УПЧ2. Число каскадов УПЧ2 можно определить зная, что коэффициенты усиления каскада УРЧ и коэффициент усиления 1-го каскада УПЧ2 равны

                                                            

                                                                                                                  (1.10)

Для нормального  функционирования приемника должно выполнятся условие:

                                  

где

                                                                                     (1.11)

где - число каскадов усиления УПЧ2.

При и условие

Функциональная электрическая схема радиоприемника (рисунок 1.13), позволяющая реализовать перечисленные вышетребования по частотной избирательности и стабильности частоты, представлена на рисунке. Входная цепь, состоящая из приемной антенны и входного фильтра, обеспечивает настройку радиоприемникана заданную рабочую частоту. С данного устройства сигнал поступает на усилитель радио частоты, который обеспечивает выполнение заданного требования по избирательности относительно зеркального канала  и осуществляет предварительное усиление принимаемого сигнала. В первом и во втором смесителях преобразование частоты радиосигнала соответственно в сигналы первой и второй промежуточных частот. В первом и втором усилителях промежуточной частоты осуществляется усиление сигналов первой и второй промежуточной частоты по напряжению. Здесь же реализуются заданные требованияпо избирательностиотносительно соседнего канала приема. Со второго усилителя промежуточной частоты сигнал  поступает на детектор. Детектор для сигнала двоичной частотной телеграфии состоит изкварцевых фильтров, амплитудных детекторов, схемы выбора максимального по амплитуде сигнала, ключевых схем «И» и шифратора. Последний каскад УПЧ работает в режиме ограничения, на выходе этого каскада  сигналы разделяютсякварцевыми фильтрами. После кварцевых фильтров в каждой ветви стоит амплитудный детектор, которыйвыделяет огибающую выходного сигналафильтра. Напряжения с выходов всех амплитудных детекторов поступает на схему выборамаксимального по амплитуде сигнала, которая по максимуму амплитуды выносит решение в пользу одного из четырех равновероятных сигналов. Одновременно  обмен управления и синхронизации вырабатывает стробирующие сигналы дляключевых схем «И», которые пропускают унитарный сигнал с выхода СВМ на двоичный шифратор, преобразующий унитарный сигнал в параллельный двухрядный двоичный код. Каждый разряд, полученный таким образом информации с выхода шифратора,отдается своему усилителю (источнику тона,управляемого напряжением), а затем и получателю информации.

Для обеспеченияоперативного, местного, дистанционного или стрелочного контроля узлов РПУ имеет в своем составе устройство контроля (схему контроля).Для обеспечения соответствия тактико-техническим требованиям всех характеристик РПУ применена ручная регулировка усиления. А для сохранения заданного постоянства выходного напряжения приемника и исключения тем самым недопустимых перегрузок его каскадов в условиях изменения интенсивности принимаемых сигналов используется автоматическая регулировка усиления.

Выбор принципиальной электрической схемы преобразователя частоты

Транзисторные преобразователи частоты супергетеродинных радиоприемников применяются до частот порядка 300 МГц, так как позволяет получить сравнительно большой коэффициент передачи. Известны схемы транзисторных преобразователей частоты с совме­щенным и с отдельным гетеродинами. В профессиональных радио­приемниках используется только последние, поскольку они позволяют получить более высокую стабильность частоты гетеродина и оптимальный режим работы смесителя. По способу включения смеси­тельного транзистора различает схемы преобразователей с общей базой и общим эмиттером. Наиболее часто используются схемы с общим эмиттером, поскольку они позволяет получить большой коэффициент усиления и обладает меньшей входной проводимостью. Для уменьшения взаимной связи между целями гетеродина и смесителя, а также для повышения стабильности работы преобразователя частоты целесообразно напряжение сигнала подавать в цепь базы, а напряжение гетеродина - в цепь эмиттера. Для уменьшения шунти­рования контуров сигнала и гетеродина транзистором применяется частичное подключение контура к транзистору.

Принципиальная схема преобразователя частоты на транзисторе с общим эмиттером и отдельным гетеродином приведена на рисунке 1.17 При   проектировании   транзисторных   преобразователей   частоты необходимо учитывать» что нелинейный режим их работы наступает при сравнительно малых напряжениях входного сигнала (5...7 мВ). С увеличением напряжения гетеродина возрастают постоянные токи базы и коллектора смесительного транзистора, что приводит к из­менение его входной и выходной проводимостей. Поэтому стремление увеличить коэффициент усиления преобразователя путем увеличения напряжения гетеродина может привести   к значительному шунтиро­вание и расстройке контуров преобразователя. Учитывая это, а также то обстоятельство, что с уменьшением напряжения гетеродина улучшается избирательность по симметричным каналам, напряже­ние гетеродина следует выбирать не более (0,05...0,15)В.

Выбираем принципиальную электрическую схему преобразователя частоты с отдельным гетеродином, представленную на рисунке 1.17. Недостатком преобразователей с внутренним гетеродином перед преобразователями с отдельным гетеродином, заключается в том, что параметры преобразователя с внутренним гетеродином значительно хуже параметров преобразователя с отдельным гетеродином, так как невозможно одновременно обеспечить оптимальные режимы для смесителя и для гетеродина. Если они выполнены на одном транзисторе. Поэтому в современных радиоприемниках. Как правило, используются преобразователя частоты с отдельным гетеродином.Такой тип преобразователя позволяет обеспечить оптимальный режим работы смесителя и высокую стабильность работ гетеродина.

Выбор принципиальной электрической схемы детектора частоты

   Для детектирования частотно-модулированных сигналов в ос­новном используются три типа ЧМ-детекторов: 1) дифференциальный со связанными и настроенными в резонанс на промежуточную частоту контурами; 2) дифференциальный с расстроенными контурами; 3) дробный. Все три типа детекторов содержат преобразователь частотной мо­дуляции,  преобразующий изменения частоты ЧМ-сигнала   в пропорци­ональные частоте изменения амплитуды сигнала, и два одинаковых, обычно диодных, амплитудных детектора. Для устранения паразитной амплитудной модуляции ЧМ-сигналов в состав преобразователей моду­ляции вводятся амплитудные ограничители. При строгом подборе ам­плитудных детекторов дробный детектор в меньшей степени подвер­жен влиянию паразитной амплитудной модуляции, чем дифференциаль­ный. Однако на практике обычно не удается добиться строгого по­добия амплитудных детекторов. Поэтому введение в состав дробного детектора специального ограничителя амплитуд значительно улучша­ет качество приема.

Наиболее широкое применение дробные детекторы находят в ве­щательных приемниках, так как позволяют уменьшить требуемый коэф­фициент усиления УПЧ (он работает при отсутствии ограничителя амплитуды и требует меньших амплитуд сигналов на входе преобразо­вателя модуляции).

Частотные детекторы с расстроенными контурами находят мень­шее применение, так как они сложнее в устройстве.

На рисунке 1.14 изображена принципиальная схема дробного частотного детектора. Связь контуров выполняется здесь с помощью катушки связи L_З. Резистор R₅ ухудшает добротность катушки связи, для устранения резонансных явлений в цепи связи. Он также способствует уменьшению импульснах помех, проникающих на вход детектора через цепь связи. Главное отличие этой схемы от схемы дифференциального детектора со связанными контурами заключается в способе получения выходного напряжения и в нали­чии стабилизирующего напряжения на конденсаторе   С5   , которое и определяет постоянное значение напряжения на конденсаторах C6 и C7. Напряжение низкой частоты будет появляться на выхо­де детектора только тогда, когда изменится отношение продектированных напряжений на конденсаторах  С₆ и   C₇, а это отношение изменится лишь при изменении частоты ЧМ-сигнала.

Рисунок 1.14 – Принципиальная электрическая схема дробного детектора частоты

Исходя из вышеизложенного выбираем дифференциальный частотный детектор, принципиальная схема которого изображена на рисунке 1.21.

Произведем расчет основных элементов принципиальной схемы РПУ.

1.4 Расчет основных элементов принципиальной схемы радиоприемного тракта

1.4.1Расчет блока входной цепь

Принципиальная электрическая схема входной цепи представлена на рисунке 1.15.

Рисунок 1.15 - Принципиальная электрическая схема входной цепи

        

Входная цепь осуществляет передачу радиочастотного сигнала от антенно-фидерной системы к входу первого каскада радиоприемника. Именно расположение входной цепи между выходом антенно-фидерной системы и входом первого каскада приемника обусловило ее название.

Входная цепь предназначена:

-для предварительного выделения полезного сигнала из всех совокупностей сигналов и помех, создаваемой в приемной антенне;

-для передачи с наименьшими потерями и искажениями энергии полезного сигнала от антенны к входу первого каскада.

В общем случае ВЦ представляет собой пассивный четырехполюсник, содержащий резонансную систему и элементы связи. В зависимости от диапазона частоты резонансная система входной цепи выполняется на сосредоточенных или распределенных элементах и состоит из одного или нескольких колебательных контуров или резонаторов. Элементы связи служат для связи антенно-фидерной системы с контуром или резонатором входной цепи, а так же для связи между контурами входной цепи и первым каскадом приемника.

Входные цепи классифицируются:

-по диапазону рабочих частот и способу перестройки:

-с плавной перестройкой;

-дискретной перестройкой;

-по виду избирательности:

-с общим каскадом;

-многокаскадные.

Рассчитывается коэффициент передачи для первого поддиапазона волн.

         Наибольший коэффициент передачи входной цепи определяется по формуле

                                                                                        (1.12)

где - параметры антенной цепи с учетом элемента связи антенны с входным контуром;

       - входная проводимость первого каскада, См.

         В метровом диапазоне волн наиболее целесообразно применять несимметричные вибраторы, что бы собственная частота антенной цепи ниже минимальной частоты поддиапазона.

                                                                                          (1.13)

где - индуктивность антенны, Гн;

      - емкость антенны, Ф;

      - частота, Гц.

         В этом случае выходная проводимость антенной цепи

                                                                                                      (1.14)

где

      - сопротивление антенной цепи, Ом.

      - затухание.

           Сопротивление антенной цепи в радиоприемной схеме входной цепи

                                              

Значит можно записать

                                                              (1.15)

где - минимальная частота, Гц;

       - индуктивность, Гн;

       - емкость антенной цепи, Ф.

                                           Отсюда                                               (1.16)

где - емкость антенной цепи, Ф.

                                                                                                              (1.17)

                                            

так как средняя частота поддиапазона мало отличается от минимальной частоты, то с небольшой погрешностью можно записать

                                                                                   (1.18)

где- средняя частота;

- емкость антенной цепи, Ф;

- собственное затухание катушки связи, 0,13;

См;

- затухание катушки связи, 0,01;

- эквивалентное затухание катушки связи, 0,025.

         Катушку связи обычно наматывают тонкой проволокой, поэтому ее собственное затухание получается равным 0,025-0,035, принимая получаем

                                                             (1.19)

1.4.2  Расчёт усилителя радиочастоты

         Усилитель радиочастоты – это усилитель радиочастотных сигналов, обеспечивающий необходимое усиление, а также подавление помех по зеркальным каналам прием.

         Принципиальная электрическая схема представлена на рисунке 1.15.

Рисунок 1.15 – Принципиальная электрическая схема усилителя радиочастоты

        

Будем предварительно полагать полное включение контура в цепь коллектора (р₁=1) и неполное к входу следующего каскада с р_­2­»0,15. В качестве активного элемента в схеме автогенератора будет применен биполярный транзистор КТ 315Б. Примем собственную ёмкость катушки С_­L­=3пФ; среднюю ёмкость подстроечного конденсатора С_­п­=10пФ; ёмкость монтажа С_­м­=10пФ состоящей ёмкости монтажа в цепи коллектора С_­м1­=5пФ и в цепи базы С_­м2­=5пФ; минимальную ёмкость  контурного конденсатора С_­мин­=7пФ. Ёмкость контура без учёта переменной ёмкости будет равна: С_­S­=С_­п­+С_­L­+­­р_­1­²­(С_­м1­+С_­22­)+р_­2­² (С_­м2­+С₁₁)=10+3+(5+10)+ +0,15²(5+50)»29 пФ.

Минимальная индуктивность L_­min­= (0.2..0.3) мкГн

Вычислим сопротивления цепи питания транзистора, полагая что:

        - допустимое падение напряжения на сопротивлении фильтра коллекторной цепи DU_­RФ­=1В;

- требуемый  коэффициент стабильности коллекторного тока g=1,5¸3;

- интервал температур в градусах Цельсия, в пределах которого должна обеспечиваться температурная компенсация коллекторного токаDТ=80°С.

Тогда сопротивление R₁, Ом, вычисляется по формуле

                                                                                                    (1.20)  

где

     

      

      

     

Принимаем R₁=510Ом, ОЛМ-0,125-510 Ом +/-5%

Определим мощность рассеиванияна резисторе R₁ по формуле

                                                                                                                                 (1.21)

Сопротивление R₃, Ом, определяется по формуле

                                                                                             (1.22)

где коэффициент стабильности коллекторного тока, 2;

Принимаем R_­3­=6,2 кОм, ОЛМ-0,15-6,2 кОм +/-10%

Определим мощность рассеиванияR₃ по формуле

                                                                                                                                 (1.23)

                                    

Сопротивление R₂, Ом, определяется по формуле

                                                                                           (1.24)

где

      

      

Принимаем R_­2­=620 Ом, ОЛМ-0,015-620 кОм +/-5%

Определим мощность рассеиванияR_­2 по формуле

                                                                                                              (1.25)

                                 

         Шунтирующую ёмкость С_­1­, нФ, предотвращающую образование отрицательной обратной связи вычислим по формуле

                                                                                                                   (1.26)

где - частота сигнала, 2,182 МГц

       

Принимаем С_­1­=22нФ, КСО 22 нФ, 8В +/-10%

Сопротивление фильтра R_ф, Ом, вычислим по формуле

                                                                                           (1.27)

где

   

Принимаем R_­ф­=160 Ом, ОМЛ-0,125-160 Ом +/-5%

Ёмкость С₂, нФ, ­ должна удовлетворять неравенству:

                                                                    (1.28)

где - частота, 30 МГц;

      

Принимаем С₂­=100нФ, КСО 100 нФ, 8В +/-10%.

Определим индуктивность контурной катушки L₁ по формуле

                                                                                                           (1.29)

где

Принимаем 150 мкГн.

Вычислим параметры эквивалентной схемы каскада по формуле:

                                        G_­1­=g_­вых­­+g_­12­+g_­cх­,                                                                    (1.30)

где g_­вых – выходная проводимость, 4,5мкСм;

g_­12­ – проходная проводимость, 3мкСм;

g_­cх – проводимость, 0мкСм.

G_­1­=g_­вых­­+g_­12­+g_­cх­=4,5+3+0=7,5мкСим­

                             G_­2­=g_­вх­­+g_­cх­,                                                                        (1.31)

где g_­вх – входная проводимость, 0,21мСм;

g_­cх – проводимость схемы,

G_­2­=g_­вх­­+g_­cх­=0,21*10^-3+(7500)^-1+(3600)^-1=0,62 мкСм,

Рассчитывается максимально возможный коэффициент усиления каскада K_ом по формуле

                                                                                                 (1.31)

где

< К_­0уст­=2,5 – условие выполняется. Теперь рассчитаем коэффициенты включения по формулам:

                                                                                                        (1.32)

                                                                               (1.33)

(1.34)

Проверяется необходимое ослабление зеркального канала и сравнивается с исходным в задании

где

         Компоновочный расчет печатной платы усилителя радиочастоты

         Суммарная установочная площадь элементов, расположенных на печатной плате, S_устå, мм², определяется по формуле

                                                                                                        (1.35)

где - установочная площадь i-го элемента, мм²;

         Площадь печатной платы ², определяется по формуле

                                                                                                                  (1.36)

где

       - суммарная установочная площадь элементов, 1235 мм².

         Соотношение сторон принимаем равным 1:1, сторна А=50 мм, сторона B=50 мм.

         Масса печатной платы, m_п.п, г, определяется по формуле

                                                                                                          (1.37)

где - масса платы, г;

        - масса i-го элемента

                                             

                                                                                                                          (1.38)

где - объем платы, м³;

        - плотность платы,

- объем платы

         Массогабаритные характеристики элементов представлены в таблице 1.5

Таблица 1.5 - Характеристики элементов

Тип элемента	Номинал	2	m, г
Конденсаторы	C1 – 20 нФ	96,2	2
С2 – 100 нФ
С3 – 36 нФ
Резисторы	R1 – 510 Ом	86,4	2
R2 –610 Ом	86,4
R3 –6,2 кОм	216
R4 –160 Ом	86,4
Трензистор	КТ315Б	22,4	2
Катушка индуктивности	L1 – 150 мкГн	164	3

Перечень элементов принципиальной схемы усилителя радиочастоты представлен в таблице 1.6

         Таблица 1.6 – Перечень элементов

Поз. Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
C1, C2, C3 R1 R2 R3 L1 VT1	Конденсаторы КСО 22 нФ, 8В ±5% КСО 100 нФ, 8В ±5% КСО 36 нФ, 8В ±5% Резисторы ОЛМ - 0,125 – 5,6 кОм ± 10% ОЛМ - 0,125 – 12 кОм ± 10% ОЛМ - 0,125 – 430 Ом ± 10% Катушки индуктивности 150 мкГн Транзисторы КТ315Б	1 1 1 1 1 1 1 1

1.4.3 Расчет кварцевого автогенератора

                          

Принципиальная электрическая схема автогенератора изображена на рисунке 1.16, рабочая частота автогенератора 12035 кГц. В качестве активного элемента в схеме автогенератора будет применен биполярный транзистор КТ 315Б, т.к. он обеспечивает требуемую выходную мощность и может работать на рассчитываемойчастоте и в заданных условиях температур.

Таблица 1.7 - Параметры транзистора КТ 315Б

Параметр	Значение параметра
Обратный ток коллектора при UКБ = 10 В	1 мкА
Обратный ток эмиттера при UЭБ = 5 В	30 мкА
Выходное сопротивление h11Б	40 Ом
Коэффициент передачи тока h21Э	50…350
Выходная полная проводимость h22Б	0,3 мкСм
Режим измерения h- параметров -напряжение коллектора UК -ток коллектора IК	10 В 1 мА
Граничная частота коэффициента передачи fгр	250 МГц
Емкость коллекторного перехода СК	7 пФ
Постоянная времени цепи обратной связи τК	300 пс

Рисунок 1.16 - Принципиальная электрическая схема автогенератора (второго гетеродина)

Автогенератор представляет собой емкостную трёхточку, которая образована транзистором VT₁, кварцевым резонатором ZQ₁, выполняющим роль индуктивности, и конденсаторами С₂ и С₃. Резисторы R₁, R₂, R₃ обеспечивают внешнее и автоматическое смещение для транзистора. Конденсатор С₁ служит для блокировки резистора R₃ на рабочей частоте, что исключает отрицательную обратную связь. Дроссель L_к включен для того, чтобы не зашунтировать трёхточку через источник питания E_к.

Расчёт автогенератора по постоянному току

Задаём постоянную составляющую коллекторного тока I_К0,напряжение между коллектором и эмиттером Е_КЭ и напряжение на эмиттере Е_Э исходя из рекомендаций [7], в которых I_К0 = (3 …10) mA, Е_КЭ = (3…10) B и Е_Э = (2…3) B.

I_К0 = 5 mA, Е_КЭ = 7 B и Е_Э = 2 B.

Сопротивление R₃, Ом, автосмещения в эмиттерной цепи определяется по формуле

                                    R₃ =Е_Э / I_К0,                                                                         (1.39)

где Е_Э – напряжение эмиттера, 2В;

       I_К0 – постоянная составляющая коллекторного тока, 5мА.

R₃ =Е_Э / I_К0 = 2/ 5 ∙ 10^-3 = 400 Ом.

Принимаем стандартное значение сопротивления R₃ = 430 Ом. ОЛМ-0,125-430 Ом +/-5%

Напряжение источника питания E_K, В, определяется по формуле

                                    E_K = Е_КЭ + Е_Э,                                                                     (1.40)

где Е_КЭ – напряжение между коллектором и эмиттером, 7В;

       Е_Э – Е_Э – напряжение эмиттера, 2В.

E_K = Е_КЭ + Е_Э = 7 + 2 = 9 B.

Ток базы, I_Б0, мкА, определяется по формуле      

                                I_Б0 = I_К0 /β₀,                                                                          (1.41)

где I_К0 – постоянная составляющая коллекторного тока, 5мА

       β₀ – коэффициент передачи тока транзистора, 100

I_Б0 = I_К0 /β₀ =5 ∙ 10^–3 / 100 = 50 мкА.

Ток делителя напряжения цепи фиксированного смещения I_ДЕЛ, мА, определяется по формуле

                                           I_ДЕЛ =  (10…20) ∙ I_Б0,                                                     (1.42)

где I_Б0 – ток базы, 50 мкА.

I_ДЕЛ =  (10…20) ∙ I_Б0 = 10 ∙ 50 ∙10^-6 = 500 мА.

Сопротивление делителя напряжения R_ДЕЛ, кОм,определяется по формуле

                                           R_ДЕЛ = R₁ + R₂=E_K / I_ДЕЛ,                                                 (1.43)

где E_K– напряжение источника питания, 9В;

I_ДЕЛ – ток делителя, 0,0005 мА.

R_ДЕЛ = R₁ + R₂=E_K / I_ДЕЛ = 9 / 500 ∙ 10^-6 = 18 кОм

Напряжение смещения на базе транзистора Е_Б, В, определяется по формуле

                                            Е_Б = Е_Э +0,7,                                                                  (1.44)

где Е_Э – напряжение эмиттера;

Е_Б = Е_Э +0.7 = 2 + 0,7 = 2,7 В

Значение сопротивления R₁, кОм, определяется по формуле

                                                R₁ = Е_Б / I_ДЕЛ,                                                               (1.45)

где E_Б– напряжение базы

       I_ДЕЛ – ток делителя, 0,0005мА

R₁ = Е_Б / I_ДЕЛ  = 2.7 / 500 ∙ 10^-6 = 5.4 кОм

Значение сопротивления R₂, кОм, определяется по формуле

                                                 R₂ = R_ДЕЛ – R₁,                                                             (1.46)

где R_ДЕЛ – сопротивление делителя, 18 кОм;

       R₁ – сопротивление, 5,4 кОм.

R₂ = R_ДЕЛ – R₁= 18 – 5,4 = 12,6 кОм.         

Выбираем стандартные значения сопротивлений R₁ и R₂:

R₁ = 5,6 кОм, ОЛМ-0,125-5,6 кОм +/-5%

R₂= 12 кОм. ОЛМ-0,125-12 кОм +/-5%

Расчёт автогенератора по переменному току

Определяем крутизну транзистора

                                        S = ,                                                                        (1.47)

где - высокочастотное сопротивление базы;

      - сопротивление эмиттерного перехода;

        - коэффициент усиления по току в режиме покоя;

Высокочастотное сопротивление базы

                                       = τ_К / С_К,                                                                          (1.48)

где τ_К – постоянная времени цепи обратной связи, 500 ∙ 10^-12 с;

      С_К – ёмкость коллекторного перехода, 7 ∙ 10^-12 Ф.

= τ_К / С_К = 500 ∙ 10^-12 / 7 ∙ 10^-12 = 71,43 Ом.

Сопротивление эмиттерного перехода , Ом, определяется по формуле

                                            = 26 / I_К0 ,                                                                    (1.49)

где I_К0 – постоянная составляющая коллекторного тока,

= 26 / I_К0 = 26 / 5 = 5.2 Ом,

S = 100 / ( 71.43 + 100 ∙ 5.2) = 169 мА/В.

Задается коэффициент регенерации G_P = (3…7) = 5 и управляющее сопротивление R_У, Ом, определяется поформуле

                                        R_У = G_P/ S = 5 / 169 ∙ 10^-3 = 29.6 Ом,                               (1.50)

где G_P – коэффициент регенерации, 5;

Задается коэффициент обратной связи автогенератора К^’_ОС = С₃ / С₂ = 1 иреактивное сопротивление емкости С₃, Ом, определяется по формуле

                                    X₃ = == 27.5 Ом,                                       (1.51)

где - управляющее сопротивление, 29,6 Ом;

        - сопротивление кварцевого резонатора, 25.5 Ом;

        - Коэффициент обратной связи, 1.

Сопротивление кварцевого резонатора, которое находится по формуле

                                     r_кв = 1 / ω ∙ C_k ∙ Q_k = 1 ,                                                          (1.52)

где C_k  - емкость кварцевого резонатора;

       Q_k – додротность кварцевого резонатора.

r_кв = 1 / ω ∙ C_k ∙ Q_k = 1 / 2 ∙ π ∙ 3.125 ∙ 10⁶ ∙ 1 ∙ 10^-15 ∙ 2 ∙ 10⁶ = 25.5 Ом.

Емкости конденсаторов С₂, С₃, нФ, определяются по формуле

                                С₂ = С₃ = 1 / ω_кв ∙ X₃,                                                                   (1.53)

С₂ = С₃ = 1 / ω_кв ∙ X₃ = 1 / 2 ∙ π ∙ 3.125 ∙ 10⁶ ∙ 27.5 = 1.85 нФ.

Стандартное значение: С₂ = С₃ = 2 нФ.

Емкость блокировочного конденсатора, С₁, нФ, определяется по формуле

                                С₁ = (10…20) ,                                                                    (1.54)

где - сопротивление эмиттерного перехода, 5,2 Ом.

С₁ = (10…20) = 20 / 2 ∙ π ∙ 3.125 ∙ 10⁶ ∙ 5.2 = 196 нФ.

стандартное значение С₁ = 220 нФ.

Индуктивность блокировочного дросселя L_k, мкГн, определяется по формуле

                                      L_k = (20…30) ,                                                               (1.55)

L_k = (20…30) = 20 ∙ 27.5 / 2 ∙ π ∙ 3.125 ∙ 10⁶ = 28 мкГн.

Определим необходимость применения дросселя L_Б из условия

R₁ ∙ R₂ / (R₁ + R₂ ) ≥ (20…30) ∙ X₂,      

если оно не выполняется, то дроссель необходим.

Проверка

5.6 ∙ 10³ ∙ 12 ∙ 10³ ≥ 25 ∙ 27.5

67200 ≥ 687.5

Условие выполняется, следовательно, дроссель не нужен.

1.4.4 Расчет преобразователя частоты

В диапазоне УКВ широкое применение в радиоприемниках в настоящее время получили транзисторные преобразователи частоты с отдельным гетеродином.

Преимущество подобных ПЧ перед другими заключается в том, что они позволяют получить большой коэффициент передачи, а также высокую стабильность частоты колебаний гетеродина. По способу включения смесительного транзистора различают схемы с общей базой (ОБ) и общим эмиттером (ОЭ). Чаще применяются схемы с ОЭ, т.к. они обладают меньшей входной проводимостью. Причем, для обеспечения меньшей взаимной связи между цепями гетеродина и сигнала целесообразно напряжение сигнала подавать в цепь базы, а напряжение гетеродина - в цепь эмиттера.

Характерной особенностью транзисторных преобразований частоты является то, что нелинейный режим в их работе наступает при сравнительно малых напряжениях входного сигнала (порядка 5-7 мВ). С увеличением амплитуды напряжения гетеродина, поступающего на смесительный транзистор, возрастают постоянные токи базы и коллектора последнего.

На рисунке 1.17 представлена принципиальная схема транзисторного ПЧ с отдельным гетеродином.

Следует отметить, что входная и выходная проводимость транзистора в большей степени зависит от токов базы и коллекторов. Поэтому стремление увеличить коэффициент усиления преобразователя путем увеличения напряжения гетеродина может привести к шунтированию и расстройке входного и выходного контуров ПЧ. Поэтому на практике напряжение гетеродина следует выбирать не более (0,05 - 0,15)В.

На транзисторе VT1 собран смеситель. Колебательный контур L₁C₁настроен на частоту сигнала f_c, выходной контур L₂C₅ настроен на промежуточную частоту.

Рисунок 1.17 – Принципиальная электрическая схема смесителя с отдельным гетеродином

На транзисторе VT₂ собран гетеродин. Основными требованиями, предъявляемыми к гетеродинам являются: обеспечение необходимой величины напряжения, постоянство амплитуды, возможность перестройки частоты.

Исходными данными для расчета ПЧ являются:

-Средняя частота F_c= 30 МГц;

-Первая промежуточная частота F_np= 12,5 МГц;

-Затухание входного контура

-Затухание выходного контура

-нагрузкой ПЧ является 1-й каскад УПЧ, собранный на транзисторе ГТ313Б;

-входная проводимость

-входная емкость

-преобразование должно осуществляться на 1-й гармонике частоты гетеродина.

Порядок расчета схемы:

1.Выбираем транзистор КТ315Б, который на f_r=250 МГц имеет приемлемые значения параметров для заданных условий.

2. По статической характеристике транзистора [7] определяем:

-максимальное напряжение на базе и напряжение коллекторного тока

3.Выбираем угол отсечки коллекторного тока
Рассчитывается напряжение гетеродина и напряжение смещения на базу

                                                                                                   (1.56)

где - максимальное напряжение на базе, 0,35 В;

     - напряжение коллекторного тока, 0,15В;

    

                                                                                                     (1.57)

где - максимальное напряжение на базе, 0,35 В;

- напряжение смещения на базу.

     По графику I_K=f(U_БЭ) определяем максимальное значение тока коллектора

        

     Рассчитывается среднее значение и амплитуда тока первой гармоники по формулам

                                                                                                                                (1.58)

где- максимальный ток коллектора, 4мА;

- эквивалентное затухание, 0,4;

                                                         

                                                          ,                                                                       (1.59)

где - максимальный ток коллектора, 4мА;

- затухание выходного контура, 0,54;

                                                         

Параметры транзистора в режиме преобразования

Рассчитываем элементы выходного контура ПЧ. Оптимальное значение эквивалентной емкости

                                                                                                   (1.60)

где - выходная проводимость, 1мСм;

- затухание выходного контура;

- затухание входного контура;

Собственная емкость контура

                                                                                               (1.61)

где- оптимально значение эквивалентной емкости, 35 пФ;

- выходная емкость, 3,6пФ;

- выходная проводимость, 1мСм;

входная проводимость, 3мСм;

- входная емкость, 50пФ.

Индуктивность контура L, мГн, определяется по формуле

                                          ,                                                               (1.62)

где - частота сигнала, 30 Мгц;

- эквивалентная емкость, 35пФ.

.

Коэффициент трансформации P₂, определяется по формуле

                                                                                    (1.63)

где

- входная проводимость, 7мСм;

Определяется коэффициент усиления ПЧ по формуле

                                                                                       (1.64)

где

- входная проводимость, 7 мСм;

- затухание выходного контура, 0,01;

- затухание входного контура, 0,25.

1.4.5 Расчет усилителя промежуточной частоты 1

         Принципиальная электрическая схема усилителя промежуточной частоты 1 изображена на рисунке 1.18.

Рисунок 1.18 – Принципиальная электрическая схема усилителя промежуточной частоты 1

Фильтры сосредоточенной селекции из связанных колебательных контуров дают лучшую селективность по сравнению с усилителем с двумя связанными контурами в каждом каскаде (при равном числе контуров), если эквивалентное затухание удовлетворяет уравнению Для промежуточной частоты 465 кГц при эквивалентном затухании 0,01 минимально осуществимая полоса пропускания фильтрабудет более 13 кГц, что ограничивает применение таких фильтров. Фильтры с пьезокерамическими и магнитострикционными колебательными системами лишены этого недостатка, так как обладают значительно меньшим эквивалентным затуханием своих резонаторов.

         Коэффициент усиления каскада с ФСС определяется формулой

                                                                                                               (1.65)

где

- коэффициент ослабления сигнала ФСС;

Коэффициенты вычисляются по формулам:

                                                                                                                 (1.66)

где - входная проводимость ФСС, См;

- выходная проводимость, См.

                                                                                                               (1.67)

где - входная проводимость ФСС, См;

- проводимость нагрузки ФСС, См.

Если один или оба коэффициента окажутся больше единицы, то принимают каждый из них равным единице и из этих же уравнений вычисляют шунтирующую проводимость

         С ФСС обычно принимают

                                                                                                               (1.68)

где - входная проводимость ФСС, См;

- промежуточная частота, Гц.

         Емкость этих конденсаторов должна соответствовать расчетному значению с погрешностью менее

                                                                                                                               (1.69)

где - входная проводимость ФСС.

                                                                                                                                       (1.70)

где

                                                                                                                                   (1.71)

где - промежуточная частота, Гц.

                                                                                                                         (1.72)

где

         Рассчитаем выходные параметры преобразователя частоты типа ФСС обеспечивающий полосу пропускания 20 МГц при промежуточной частоте 12,5МГц на транзисторе ГТ313Б в рабочей точке

В следующем каскаде применим транзистор ГТ308В (и

Проверим выполнение неравенства

Находим параметр

Определим

Что бы иметь возможно больший коэффициент усиления каскада, примем

Из

и

Получаем

Для

         Коэффициент усиления каскада вычисляют по формуле

что допустимо. Положим собственную емкость катушек равной 2пФ, тогда емкость конденсатора равна

                                                                                               (1.73)

Емкости конденсаторов второго и третьего контуров будет равна 85пФ. По таблице выбираем конденсатор типа КПК-2 емкостью 6-60 пФ для 1 и 4-го контуров емкостью 10-100 пФ для второго и третьего.

1.4.6 Расчет блока смесителя

         Принципиальная электрическая схема смесителя представлена на рисунке 1.19.

Рисунок 1.19 – Принципиальная электрическая схема смесителя

         При расчете задается промежуточная частота и диапазон рабочих частот. Определяется полоса пропускания тракта промежуточной частоты -

         При расчете каскада уточняется режим работы  прибора, и вычисляются параметры элементов схемы, обеспечивающие его, выбирается метод сопряжениянастройки гетеродинного контура и рассчитываются его элементы, выбирается схема стабилизации режима работы электронных приборов, рассчитываются параметры всех ее элементов.

         Диоды Д9В (

Приемники, подводящие к диодам напряжение гетеродина равным 0,25В. По соответствующему рисунку находим

         Внутренняя проводимость диодов по формуле

                                                                                                   (1.74)

где

- табличный статистический коэффициент, 0,9;

- пересчетный коэффициент, 25 1/В².

         Входная и выходная проводимость диодов, См, определяется по формуле

                                                                                            (1.75)

где - проводимость, 33833,8 мкСм;

        

Индуктивности

                                                                                                           (1.76)

где

         Коэффициенты связи для наименьшей проводимости контура . При максимальной частоте он имеет вид

                                                                                                                 (1.77)

где - проводимость связи, 6мкСм;

- проводимость контура, 0,0015 См;

                                                                                                                                 (1.78)

где - проходная проводимость, 28мкСм;

- проводимость контура, 0,0015 См;

        

         Коэффициент связи между гетеродином и катушкой вычисляем по формуле

                                                                                             (1.79)

где - напряжение, 0,25В;

- напряжение коллектор-эмиттер, 4В.

что выполнимо при выбранном типе катушек.

         Коэффициент трансформации

                                                                                                       (1.80)

где - проводимость контура, 0,9;

- коэффициент преобразования, 0,273.

1.4.7 Расчет блока усилителя промежуточной частоты 2

         Для расчета однокаскадного усилителя промежуточной частоты на транзисторе нам потребуются следующие исходные данные:

-собственное затухание контура УПЧ

-граничные частоты диапазона

-полоса пропускания

-промежуточная частота

-избирательность УПЧ по соседнему каналу

Принципиальная электрическая схема усилителя промежуточной частоты 2 изображена на рисунке 1.20

Рисунок 1.20 - Принципиальная электрическая схема усилителя промежуточной частоты 2

На основании справочных данных выбираем для УПЧ2 транзистор типа ГТ308А. В рабочем диапазоне частот параметры транзистора можно считать частотно-независимыми и при тока коллектора и напряжении коллектор-эмиттер

По таблице 1.7 определяем граничные значения емкости переменных конденсаторов.

Таблица 1.7 – Граничные значения емкостей переменных конденсаторов

	<0,3	0,3 – 1,5	1,5 – 6,0	6,0 – 30,0	>30,0
	450 – 750	250 – 500	150 – 250	50 – 150	30 – 50
	12 – 25	10 – 15	8 – 12	6 – 10	3 – 7

Для промежуточной частоты

Определяем индуктивности контура L

                                                                                       (1.81)

где

        - минимальная емкость коллектора, 3 пФ;

       

где - коэффициент перекрытия поддиапазона.

Из условия обеспечения заданной полосы пропускания и избирательности по соседнему каналу, задавшись числом каскадов УПЧ n=1, находим эквивалентное затухание контура

где

                                                                                                 (1.82)

- эквивалентное затухание контура УПЧ,

обеспечивающее требуемую полосу пропускания;

где

- минимальная частота сигнала, 20 МГц

                                                                                        (1.83)

- эквивалентное затухание контура УПЧ, обеспечивающее необходимую избирательность по соседнему каналу;

где

       - максимальная частота сигнала, 40МГц;

        n– число каскадов УПЧ2 : n= 1

таким образом

принимаем

Коэффициент трансформации

                                                                                              (1.84)

где

       - затухание входного контура, 0,01;

       - минимальная частота сигнала, 20 МГц;

       - индуктивность катушки, 0,5 мГн;

      - выходная проводимость.

Коэффициент трансформации

                                                                                                        (1.85)

где

       - выходная проводимость, 0,5 мСм;

       - входная проводимость, 1,5 мСм.

Рассчитаем

                                                                         (1.86)

где - затухание входного контура, 0,01;

       - минимальная частота сигнала, 20 МГц;

     - индуктивность катушки, 31,5 мкГн;

       - коэффициент трансформации, 0,36;

       - выходная проводимость, 0,5 мСм

       - коэффициент трансформации, 0,21;

       - входная проводимость, 1,5 мСм.

                                                                         (1.87)

где - затухание входного контура, 0,01;

        - средняя частота сигнала, 30 МГц.

                                                                     (1.88)

                      

Все значения

Резонансный коэффициент усиления каскада УПЧ1 на максимальной частоте поддиапазона

                                                                                     (1.89)

где и

Устойчивый коэффициент усиления каскада УПЧ1 на максимальной частоте поддиапазона, определяется по формуле

                                                                                                     (1.90)

                            

Усилитель устойчив, если

В связи с тем, что отношение

Находим недостающие параметры транзистора ГТ308А [8]

Определяем коэффициенты трансформации и с учетом каскадного включения транзисторов

                                                                                                (1.91)

                                                       

где

       - проходная проводимость, 0,1 мСм;

    

Находим новые значения для трех частот поддиапазона

                                                                        (1.92)

где - коэффициент трансформации, 0,81;

         - коэффициент трансформации, 0,21;

                                                                      (1.93)

                                                                     (1.94)

Все значения (требуемые полоса пропускания и избирательность по соседнему каналу будут обеспечиваться.

Рассчитываем резонансный коэффициент усиления каскада УПЧ2 на максимальной частоте поддиапазона

                                                                                      (1.95)

где - коэффициент трансформации0,81;

     

                                                                                              (1.96)

         Находим емкость подстроечного конденсатора

                                                                                                      (1.97)

где

     

      - собственная емкость катушки контура,

         Так как и включаем в контур конденсатор постоянной емкости

1.4.8 Расчет частотного детектора

Принципиальная электрическая схема частотного детектора изображена на рисунке 1.21.

Рисунок 1.21 - Принципиальная электрическая схема частотного детектора

Исходные данные для расчета:

- эквивалентное затухание контура УПЧ

- собственное затухание контура УПЧ

- промежуточная частота приемника

- низшая частота модуляции     

- высшая частота модуляции.     

- максимальный индекс частной модуляции   

- крутизна характеристики транзистора выходного каскада УПЧ

- индуктивности катушек фильтра выходного каскада УПЧ  

- нагрузкой детектора является вход УЗЧ на транзисторе КТ215Г с параметрами  

- выходное сопротивление транзистора выходного каскада УПЧ

           По справочным данным выберем полупроводниковые диоды типа Д9Б с параметрами:

           Необходимая величина обобщенного коэффициен­та связи, обеспечивающая линейный участок характеристики детек­тора

                                                                                                                (1.98)

где максимальный индекс частной модуляции, 7;

      - высшая частота модуляции,

       - эквивалентное затухание контура УПЧ,

       - собственное затухание контура УПЧ,

         Требуемое входное сопротивление детектора, обеспечивающее заданное затухание второго контура при полном подключении к нему диодов

                                                                                                        (1.99)

где - промежуточная частота, 30 МГц;

      - затухание входного контура УПЧ,

       - затухание выходного контура, 0,01.

Принимаем R_вхд=3,3 кОм, ОЛМ-0,125-510 Ом +/-5%

Необходимое сопротивление нагрузки детектора

                                                                         (1.100)

Принимаем R_3,4=7,5 кОм, ОЛМ-0,125-510 Ом +/-5%

Коэффициент подключения детектора и транзистора к первому контуру из условия обеспече­ния выравнивания добротностей контуров фильтра УПЧm₁, определяется по формуле

                (1.101)

         Коэффициент связи между катушками фильтра УПЧ по формуле

                                                                                                   (1.102)

где - высшая частота модуляции,

       - сопротивление нагрузки, 7,2 кОм.

         Ёмкости конденсаторов, шунтирующих сопротив­ления нагрузки детектора из условия обеспечения минимальных нелинейных искажений, обусловленных инерционностью детектора на высшей частоте модуляции

         Угол отсечки тока диода

                                                                                                                     (1.103)

где - сопротивление нагрузки, 7,2 кОм.

         Крутизна характеристики детектора

                                                                                                                 (1.104)

где - синус угла отсечки диода, 0,17

Внутреннее сопротивление детектора

                                                                                                                   (1.105)

         Коэффициент передачи детектора

                                                                     (1.106)

        Эквивалентное сопротивление контура фильтра УПЧ

                                                                                                                (1.107)

где - промежуточная частота, 465 кГц;

       -эквивалентное затухание контура УПЧ,

Общий коэффициент передачи детектора с учетом усиления выходного каскада УПЧ

                                                                                          (1.108)

где - сопротивление эмиттера, 5,2 кОм;

       - коэффициент передачи детектора, 0,9;

     - выходная характеристика.

         Емкость конденсатора свя­зи

                                                                                                             (1.109)

где - промежуточная частота, 30 МГц;

- сопротивление эмиттера, 5,2 кОм.

Величину дросселя

Емкость разделительного конденсатора

                                                                                                              (1.110)

Выберем по ГОСТу

1.4.9 Расчёт схемы усилителя звуковой частоты

         Принципиальная электрическая схема усилителя звуковой частоты представлена на рисунке 1.22

Рисунок 1.22    Принципиальная электрическая схема усилителя звуковой частоты

Исходныеданные  длярасчёта:

- полосарабочих  частот

- допустимый коэффициентчастотныхискажений 

- максимальнодопустимая  температура

- напряжениеисточника  питания

- амплитуда переменного тока и напряжения на нагрузке

- сопротивлениенагрузки

- емкостьнагрузки

- режимусиления  класса «А».

Выбор  транзистора

Транзисторвыбираем по  следующиммаксимальнымпоказателям:

По  электрическойпрочности:

По  предельной частотеусиления

Предельно допустимаячастотаусиления    должнабыть

возьмемтранзистор  КТ215Г. Для него

Температурасреды  должна непревышатьмаксимально допустимойтемпературы  транзистора  

По всем перечисленным предельным параметрам выбранный мной транзистор удовлетворяет условиям. Параметры транзистора записываем в таблицу 1.8

Таблица 1.8 – Параметры транзистора КТ215Г

Тип транзистора, структура	В	мA	мкА	мВт	МГц		пФ
КТ215Г n-p-n	40	50		50	5	40…120	50	-40…+85

Определение величин сопротивлений,

Найдёмпеременную  составляющуюколлекторноготока:

                                                                                              (1.111)

где найдем, зная, что ориентировочное значение сопротивления

где

- переменная составляющая коллекторного тока, 1,2 мА.

значиттогда

Минимальныйрасчётный  коллекторныйтокпокоя

                                                                                 (1.112)

                                                                                                            (1.113)

Величинасопротивления 

                          ,                                  (1.114)

Принимаем

Сопротивление эмиттера

                                                                                            (1.115)

Принимаем

Определениепараметров  режимапокояусилителя

Найдем напряжение между коллектором и эмиттером для начального смещения рабочей точки (покоя)

Напряжение    определяется по формуле

                                                                                          (1.116)

Здесь незначительным падением напряжения на R_э от тока базы покоя пренебрегаем.

Постатическимвходным  ивыходнымхарактеристикам [8] транзистораКТ363А для 

Определение  сопротивлениярезисторов  делителянапряжения  смещения

Для  точкипокоя Пна  входныхстатическиххарактеристикахопределяем  значения

                                                    (1.117)       

значитсопротивление будет

изстандартного  рядавыбираем

Для  определения  найдемвначале  падениенапряжениена изусловия

                                                                (1.118)    

в  этомслучаеток  делителя

                                                                                 (1.119)

значит , Ом, определяется по формуле :

                                                                   (1.120)

изстандартного  рядавыбираем

Расчет  ёмкости конденсаторов ,

Определим  эквивалентноесопротивление

                                                                                            (1.121)

выразив,имеем  следующее

                                                       (1.122)

откудаемкость , мкФ, определяется по формуле

По  стандартномурядуемкостей  выбираем КСО-6,2мФ-12В

Определим емкостьвнутреннего конденсатор, предназначенного для блокировки R_Э по переменной составляющей

Постандартному  рядуемкостейвыбираем

1.4.10 Оценка качества радиолинии

Определяется величина энергетического потенциала радиолинии М, дБ, по формуле

                                                                  (1.123)

где

         - коэффициент полезного действия фидера передающей антенны, 0,8 дБ,

        - коэффициент полезного действия приемной антенны, 0,8 дБ,

        - коэффициент усиления передающей антенны, 2 дБ,

       - коэффициент усиления приемной антенны, 2 дБ.

      

         Данные величины заданы ТТХ станции и антенн.

         Значения коэффициентов усиления для различных типов антенн, применяемые в УКВ радиосвязи, и величины коэффициентов полезного действия (КПД) фидеров приведены в таблице 1.9.

         Таблица 1.9 - Значения коэффициентов усиления для различных типов антенн

Тип антенны
Штырь 1,5 м	0	0,6
Штырь 4 м (на автомобиле)	2	0,8

При расчете энергетического потенциала радиолинии для большинства приемников типовых УКВ радиостанций можно рекомендовать следующие величины для

- для отличного качества связи (

- для хорошего качества связи (

        

Определяется множитель ослабления

                                                              (1.124)

где - множитель ослабления энергии радиоволн в свободном пространстве;

- множитель, учитывающий потери в почве в случае равнинной сферической поверхности;

- дополнительный множитель, характеризующий потери, вызванные неровностями рельефа местности;

- множитель, учитывающий дополнительные потери при распространении в лесистой местности;

- множитель, учитывающий возможные замирания сигналов на трассе.

     Множитель определяется по формуле

                                                                                                  (1.125)

где- длина рабочей волны, 7,5м,

- протяженность трассы радиосвязи, 80000 м.

         Множитель зависит от протяженности трассы d, высоты подъема антенны Н, длины волны и электрических параметров почвы (величины диэлектрической постоянной и проводимости

         На рисунке 1.23 приведены зависимости

Рисунок 1.23 – Зависимость W_p от дальности связи

По рисунку 1.23 принимаем

         Дополнительный множитель

         Используя график 1.24 можно определить величину дополнительного затухания для требуемой вероятностипо местоположению П[%] на данной частоте связи f. При этом следует иметь ввиду, что для обеспечения вероятности по местоположению П=50% (т.е. радиосвязь с достоверностью приема сигналов не хуже заданной на данном расстоянии  от передатчика возможна лишь в 50% пунктов на местности) множитель

Рисунок 1.24 – Зависимость

По рисунку 1.24 определяем значение множителя (при П=99,9%)

Если радиостанции развернуты не на открытой местности, а в лесу, то следует также учесть дополнительные потери

         Согласно экспериментальным данным, при расположении одного из корреспондентов в лесу с лиственным покровом

         Принимаем

         Множитель характеризует ослабление УКВ сигналов за счет замираний, возникающих на открытых трассах большой протяженности (d>30 км) вследствие временных изменений атмосферной рефракции. Величину обычно определяют по эмпирическим зависимостям

         На рисунке 1.25 представлены графики f=30 МГц.

        

Рисунок 1.25 – Зависимотсь

Принимаем

         Подставив полученные значения   в выражение и получим значение суммарного затухания на трассе.

3. Если при заданных требованиях достоверности приема сигналов (качеству связи) известна величина соответствующей минимально необходимой мощности сигнала на входе приемника

где - мощность сигнала на входе приемника радиолинии или с учетом, что 

                                                                                                          (1.126)

Вводя понятие энергетического потенциала радиолинии

                                                                                             (1.127)

где М – величина, равная отношению мощности сигнала на входе приемника (без учета ослабления на трассе) к минимально необходимой мощности сигнала на входе приемника.

                                 

         Условие достоверного приема сигналов можно представить в виде

                                                                                                                      (1.128)

- условие выполняется.

         Так как ослабление на трассе в общем случае является случайной величиной, то эффективность УКВ радиосвязи можно количественно оценить вероятностью связи не хуже заданной:

                                                                                          (1.129)

  

Данное условие выполняется, значит, вероятность связи равна 1.

1.5   Описание конструкции разработанного устройства

         

          Принципиальная электрическая схема радиоприемного устройства представлена на рисунке 1.23. Спецификация к принципиальной электрической схеме представлена в приложении (см. Приложение А)

Конструкция РПУ выполнена в виде отдельного блока, который состоит из корпуса и типовых элементов замены, которые включают в себя отдельные субблоки станции: платы входной цепи, УРЧ, гетеродина, смесителя, УПЧ1, ЦПЧ2, ЧД и УЗЧ, а также плату высокостабильного источника питания и блока питания.

Сам корпус находится на амортизационной раме. С правой стороны от мест выемки тезов располагаются органы переключения установки частоты, переключатель режима работы, а также устройство контроля исправности блоков, переключатель подключения антенны.

Радиоприемник функционирует следующим образом: входная цепь осуществляет передачу радиочастотного сигнала с антенно-фидерной системы ко входу первого каскаду усиления радиоприемника, в нашем случае это усилитель радиочастоты. Также входная цепь обеспечивает необходимую избирательность радиоприемника по зеркальному каналу и по каналу промежуточной частоты, осуществляет предварительную фильтрацию помех. Усилитель радиочастоты осуществляет усиление принимаемого сигнала на его несущей частоте, без предварительного преобразования. УРЧ предназначен для уменьшения коэффициента шума приемника с целью достижения заданной чувствительности, усиление принимаемого сигнала до уровня, обеспечивающего качественной функционирование последующих каскадов.

Далее сигнал, усиленный усилителем радиочастоты, поступает на вход преобразователя частоты, который осуществляет перенос полосы радиочастот, занимаемой сигналом, в другую часть частотного спектра, т.е выделяет первую промежуточную частоту (12,5 МГц) путем вычитания из несущей частоты, частоты гетеродина 1, которая меняется в диапазоне от 7,5 до 27,5 МГц, потом она поступает на усилитель промежуточной частоты 1, в котором сигнал усиливается до необходимого уровня.

Затем усиленный сигнал с частотой 12,5 МГц поступает на вход смесителя 2, где происходит выделение второй промежуточной частоты путем вычитания из первой промежуточной частоты, постоянной частотыкварцевого автогенератора равной 12,035 МГц.

Далее сигнал с частотой 465 кГц поступает на вход усилителя промежуточной частоты 2, в котором он усиливается до величины, необходимой для нормальной работы детектора. Кроме задачи усиления сигнала, УПЧ предназначен также для обеспечения избирательности по соседнему каналу.

В детекторе происходит детектирование частоты, которая поступает на усилитель звуковой частоты, а затем на оконечное устройство.

       
Рисунок 1.23 – Принципиальная электрическая схема радиоприемного устройства

Далее сигнал, усиленный усилителем радиочастоты, поступает на вход преобразователя частоты, который осуществляет перенос полосы радиочастот, занимаемой сигналом, в другую часть частотного спектра, т.е выделяет первую промежуточную частоту (12,5 МГц) путем вычитания из несущей частоты, частоты гетеродина 1, которая меняется в диапазоне от 7,5 до 27,5 МГц, потом она поступает на усилитель промежуточной частоты 1, в котором сигнал усиливается до необходимого уровня.

Затем усиленный сигнал с частотой 12,5 МГц поступает на вход смесителя 2, где происходит выделение второй промежуточной частоты путем вычитания из первой промежуточной частоты, постоянной частотыкварцевого автогенератора равной 12,035 МГц.

Далее сигнал с частотой 465 кГц поступает на вход усилителя промежуточной частоты 2, в котором он усиливается до величины, необходимой для нормальной работы детектора. Кроме задачи усиления сигнала, УПЧ предназначен также для обеспечения избирательности по соседнему каналу.

В детекторе происходит детектирование частоты, которая поступает на усилитель звуковой частоты, а затем на оконечное устройство.

1.7 Выводы

         В ходе проектирования радиоприемного устройства для информационно-измерительной системы автомобиля был произведен анализ схем построения радиоприемных трактов. Осуществлен патентный поиск. По итогам патентного поиска была выбрана и обоснована функциональная схема РПУ, которая имеет двойное преобразование частоты. Выбраны номиналы промежуточных частот таким образом, чтобы помеха по зеркальному каналу была наименьшей.

         Произведен расчет основных элементов принципиальной схемы радиоприемника.

         Во входной цепи рассчитан коэффициент передачи

         В УРЧ рассчитаны коэффициент усиления и параметры ЭРЭ.

         Проведен расчет автогенератора по постоянному и переменному токам.

         При расчет ПЧ1 проведены расчеты входного и выходного контуров, коэффициент трансформации

         Коэффициент усиления каскада УПЧ1

         Коэффициент трансформации смесителя

         Резонансный коэффициент усиления каскада УПЧ2

         При расчете детектора рассчитан коэффициент подключения детектора

2 ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗДЕЛ

2.1 Анализ технологичности конструкции устройства

Технологичной называют конструкцию, которая, отвечая всем требованиям по эксплуатации, обеспечивает и изготовление (в конкретных условиях производства) с оптимальными затратами времени, труда и материалов, при использовании наиболее прогрессивных, экономически оправданных методов производства с применением средств механизации и автоматизации, при сохранении или улучшении требуемого качества продукции (ГОСТ 14.201-83) [17].

Технологичность конструкции различают производственную, эксплуатационную, ремонтную и технологичность при техническом обслуживании, технологичность детали и сборочной единицы, а также технологичность конструкции по процессу изготовления, форме поверхности, размерам и материалам.

Отработка конструкции РЭА на технологичность предполагает выполнение следующих взаимосвязанных задач:

- обеспечение технологичности конструкции РЭА;

- управление уровнем технологичности РЭА на стадии разработки конструкторской документации (КД).

Обеспечение технологичности конструкции РЭА – функция подготовки производства, предусматривающая взаимосвязанные решения конструкторских и технологических задач на стадии проектирования, конструирования, ТПП, изготовления, испытания опытных образцов, переданных на повышение производительности труда, достижение оптимальных трудовых и материальных затрат, сокращение временина производство, техническое обслуживание и ремонт изделия.

Для проведения целенаправленной систематической работы по повышению технологичности конструкции РЭА необходимо уметь оценивать уровень технологичности.

Различают качественные и количественные показатели технологичности РЭА:

1) качественная оценка

-  надежность;

-  рациональность компоновки;

-  простота конструкторских решений;

-  удобство монтажа и регулировки;

-  эксплуатационная пригодность;

-  ремонто- и контроле-пригодность;

-  взаимозаменяемость;

-  эргономика и экология.

2) количественная оценка

а) общие показатели

-  трудоемкость;

-  себестоимость.

б) частные показатели (ГОСТ 14.201-83 [17], ГОСТ 14.202-83 [18],

ГОСТ 14.203-83 [19])

2.1.1 Качественная оценка технологичности

Качественная оценка технологичности РЭА – это сопоставление элементов конструкции с рекомендуемыми.

Качественные показатели,как правило, используютна ранних этапах разработки, конструирования и конструкторско-технологической обработки КД.

Важной качественной характеристикой является рациональность компоновки. В процессе компоновки прорабатываются структура прибора, его размеры, размер его узлов. Завершается процесс компоновки разработкой комплекса КД на прибор. Распределение элементов производят с учетом основных критериев:

- минимальная длина связей между элементами;

- размерность расположения элементов на плате.

Первый шаг: выделяют сильно греющиеся элементы и располагают их ближе к краю и дальше друг от друга для уменьшения влияния на тепловой режим других элементов. Так же элементы, имеющие значительные вес и габариты, устанавливают вблизи мест закрепления платы с целью уменьшения амплитуды вибрации платы.

Второй шаг: в ближайшую позицию к каждому установленному элементу будут помещаться те элементы, которые имеют максимальное число связей с ним.

Третий шаг: устанавливаются следующие элементы, имеющие максимальное число связей с уже установленными.

Четвертый шаг: улучшение начального размещения с целью достижения минимального значения длины связей.

Важной качественной характеристикой является надежность. На плате разъемные и неразъемные соединения являются в монтажной цепи критическими местами в отношении надежности. Количественно надежность характеризуется: интенсивностью отказов, временем безотказной работы, периодом нормальной эксплуатации.

Поэтому на этапе проектирования было уделено большое внимание обеспечению и прогнозированию надежности. Применение полупроводниковых приборов в схемах регулирования напряжения позволило создать регулятор напряжения для генераторов большой мощности. В таких регуляторах нет ни контактов, ни пружин, в них полностью отсутствуют подвижные изнашивающиеся детали. Надежность бесконтактно-транзисторного регулятора напряжения стоит на высоком уровне, так как величина вероятности безотказной работы составляет 0,96 на десятки тысяч часов работы.

Кроме того, он обладает высокой виброустойчивостью и
вибропрочностью и не нуждается в периодической регулировке в
процессе эксплуатации. Конструкция разработанного регулятора
напряжения         скомпонована рационально,           в частности,

электрорадиоэлементы размещены равномерно по площади печатной платы с учетом минимально допустимых расстояний между ними и их тепловых характеристик.

Приведенные доводы убеждают в технологичности прибора с качественной точки зрения.

2.1.2 Количественная оценка

Количественная оценка состоит в определении комплексного показателя технологичности и сравнения его с нормативами для определенного типа устройств с учетом серийности.

Таблица 2.1 - Расчет частных показателей комплексного показателя технологичности изготовления усилителя радиочастоты

Коэффициент	Расчетная формула	Весов. функция
Кимс - использования микросхем и микросборок	Кимс = Нимс/(Нимсэрэ) = = 0/(0+12) = 0	1,0
КА.М.- автоматизации и механизации монтажа	КА.М. = На.м. /Нм = 18/23 =0,78	1,0
Кмпэрэ - автоматизации и механизации подготовки ЭРЭ к монтажу	Кмп эрэ = Нмп эрэ /(Нимс +нэрэ)=4/(0+12)=0,33 0,33437(1+42) = 1	0,75
Кмкн автоматизации и механизации операций контроля и настройки параметров	Кмкн = Нмкн /Нкн =1/2 = 0,5	0,5
Кпов эрэ - повторяемости ЭРЭ	Кпов эрэ = 1 – Нт эрэ /(Нимс +Нэрэ)=1-3/(0+12)=0,75	0,31
Кп эрэ - применяемости ЭРЭ	Кпэрэ = 1 -Нт.ор.эрэ/Нтэрэ = 1-0/3=1	0,187
Кф - прогрессивности формообразования деталей	Кф= Дпр /Д = 2/3=0,66	0,11

где Н_имс - число микросхем (МС) и микросборок (МСБ) в изделии;

Н_эрэ - число дискретных ЭРЭ;

Н_А.М - число монтажных соединений, которые можно осуществить автоматизированным и механизированным способом (есть принципиальная возможность применить групповые методы пайки, например, пайку волной припоя, то есть ЭРЭ имеют штырьковые выводы и установлены с одной стороны платы);

Н_м - общее число монтажных соединений (количество паяльных точек, в том числе и объемного монтажа);

Н_мпэрэ - число ЭРЭ и МС, подготовка которых к монтажу осуществляется механизированным способом, то есть с применением специальных приспособлений,к примеру,штампов гибки и обрезки выводов;

Н_мкн - число операций контроля и настройки, которые могут быть выполнены механизированным и автоматизированным способом (определяется по техпроцессу, с учетом того, что нельзя механизировать и автоматизировать только визуальный осмотр);

Н_КН - число операций контроля и настройки (общее количество операций контроля и настройки, включая визуальный осмотр);

Н_тЭРЭ- число типоразмеров ЭРЭ и МС (количество типов ЭРЭ и МС, а в каждом типе - количество элементов разных размеров);

Н_{т.ор.эрэ} - число типоразмеров оригинальных ЭРЭ и МС
(оригинальные ЭРЭ разработаны специально для рассматриваемого
устройства                намотаны индуктивности, сконструированы термосопротивления, микросхемы частного применения);

Д_пр - число деталей, получаемых прогрессивными методами обработки (штамповкой, литьем под давлением, прессованием), то есть без образования стружки; стандартные крепежные детали - винты, гайки, шайбы, заклепки и т.п. в расчете не учитывать;

Д - общее число деталей (без нормализованного крепежа).

Технологичность       устройства       оценивается       комплексным показателем, который определяется на основе базовых показателей:

Комплексный показатель технологичности сравнивают с нормативным, который устанавливается по ГОСТ 14.201-83 [17] в соответствии с серийностью выпуска.

Таблица 2.2 – Нормативный показатель технологичности для РЭА

Опытный образец Кн	Установочная серия Кн	Серийное производство Кн
0,4 - 0,7	0,45 - 0,75	0,5-0,8

Производство серийное, нормативный показатель укладывается в диапазон серийного производства, значит конструкция технологична.

2.2 Характеристика технологического процесса сборки и монтажа   усилителя радиочастоты

2.2.1 Разработка технологического процесса изготовления усилителя  радиочастоты

Производственный процесс – это процесс, состоящий из действий, в результате которых сырье, материалы и полуфабрикаты преобразуются в готовую продукцию (подготовка производства, изготовление изделий, материально-техническое снабжение, транспорт и т. д.).

Технологический процесс – это часть производственного процесса, которая представляет комплекс действий исполнителей и оборудования по преобразованию исходных материалов и комплектующих в готовое изделие.

В процессе разработки должны быть определены все операции необходимые для создания готового изделия из комплектующих и материалов, а так же определены режимы, при которых собранное изделие будет удовлетворять всем конструкторским и технологическим характеристикам (изделие должно быть собрано с использованием материалов и режимов, обеспечивающих запланированную точность, надежность, время наработки на отказ и др.).

Технологический процесс производства разработанного усилителя радиочастоты выбран с учётом рассмотренных технологий производства других, аналогичных, освоенных производством усилителей радиочастоты. Данный усилитель предполагается производить по технологии навесного монтажа и пайки волной припоя.

Промышленное освоение новых материалов, полупроводниковых приборов и технологических процессов способствовало бурному развитию техники печатных плат. Печатные платы имеют большие конструктивные преимущества, прежде всего это компактность изделий автотракторного электрооборудования, малая масса. Наряду с преимуществами им присущи и определенные недостатки, такие как высокая чувствительность к ударам и вибрациям, плохая ремонтопригодность и некоторые другие.

Печатная плата представляет собой пластину из изоляционного материала, на поверхность которой нанесены участки токопроводящего рисунка, определенного конструкторским чертежом. Две основные функции печатных плат - это механическая основа для крепления радиоэлементов и их коммутация.

В изделиях автотракторного электрооборудования применяются два типа печатных плат - односторонние и двусторонние. Производство односторонних печатных плат более дешево. В моем дипломном проекте для проектируемого усилителя радиочастоты была разработана односторонняя печатная плата. Применяемые сегодня на производстве технологии сборки односторонних печатных плат позволяют получить высокое качество изготовления приборов автотракторной электроники. Разработанная печатная плата адаптирована к современным технологическим процессам на производстве.

Печатная плата с навесными элементами называется печатным узлом.

В данном дипломном проекте был разработан технологический процесс сборки печатного узла проектируемого регулятора напряжения, включающий в себя 12 основных операций: облуживание паяльных поверхностей, гибка выводов, формовка, комплектование, маркирование, установка, пайка, промывка, контроль, настройка, пайка тепловым контактом и ремонт. В каждой операции используется оборудование и приспособление, выполняющее определенные функции. Оборудование служит для преобразования энергии, к примеру, для преобразования электрической энергии в тепловую. Приспособление нужно для обеспечения заданного положения детали.

Например, в операции пайки в качестве оборудования используется автоматическая линия для пайки, а также термометр, в качестве приспособления - рабочий стол, на котором происходит сама операция, и тара, куда укладывается готовая продукция, В операции установки радиоэлементов используется антистатический браслет и антистатическая пластина, служащие для снятия зарядов статического электричества, которые неизбежно накапливаются в процессе установки радиодеталей на плату; кроме того, в этой операции в качестве приспособления используется пинцет, которым захватываются устанавливаемые радиоэлементы и бокорезы - инструмент, используемый для отрезания излишков выводов радиоэлементов после установки их на плату.

Таким образом, разработанный технологический процесс представляет собой систему взаимосвязанных действий по получению готовой продукции - печатного узла для последующей его установки в усилитель радиочастоты.

2.2.2 Выбор вида технологического процесса

Технологические процессы классифицируются:

   1) По методу разработки и применения:

-единичные;

-типовые;

-групповые.

   2) По назначению:

-рабочие;

-перспективные.

   3) По степени детализации технологических документов:

-маршрутные;

-операционные;

-маршрутно-операционные.

В качестве вида ТП сборки и монтажа платы усилителя радиочастоты был выбран рабочий типовой маршрутно-операционный ТП.

В соответствии с ГОСТ 14.301-83 [20], типовой технологический процесс разрабатывается для изготовления в конкретных производственных условиях типового представителя группы изделий, обладающих общими конструктивно-технологическими признаками. К типовому представителю группы изделий относят изделие, обработка которого требует наибольшего количества основных и вспомогательных операций, характерных для изделий, входящих в эту группу.

Типовой ТП применяется как информационная основа при разработке рабочего ТП. Рабочий ТП применяется для изготовления конкретного изделия в соответствии с требованиями рабочей технической документации.

По степени детализации технологических документов выбран маршрутно-операционный технологический процесс, т.к.производство серийное, он позволяет отдельные операции описывать без переходов и режимов, при описании остальных операций с переходами и режимами.

Любой техпроцесс, в том числе и маршрутно-операционный, состоит из операций, а операции из переходов.

Операция – это законченная часть технологического процесса, выполняемая на одном рабочем месте, одним или группой рабочих, а так же в условиях безлюдной технологии.

Переход – это часть операции, характеризующаяся постоянством применяемого инструмента и поверхностей, образуемых обработкой или соединением при сборке.

Маршрутно-операционные карты (ГОСТ 31.118-82 форма 1 и 1б) заполняются определенным образом. Слева ставится шифр вида текста:

-  А – номер и наименование операции;

-  Б – оборудование;

-  О – операция (переход);

-  Т – приспособление, инструмент;

-  Р – режим (температура, время, усилие и т. д.).

Справа на всю строку идет текст, соответствующий шифру.

2.2.3 Технологический процесс сборки усилителя радиочастоты

Перечень операций технологического процесса сборки регулятора напряжения представлен в таблице 2.3.

Таблица 2.3 Технологический процесс сборки усилителя радиочастоты

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
005	Распаковывание	1. Тара цеховая 2. Ножницы 3. Браслет        антистатически 4. Пластина анти-статическая	1.Освободить резисторы ОМЛТ-0,05 от упаковки 2. Передать резисторы на следующую операцию 3. Повторить операцию 1 для транзисторов КТ 315Б 4. Повторить операцию 1 для конденсаторов КС482А 5. Повторить операцию 1 для катушек индуктивности.

Продолжение таблицы 2.3

Операция

Наименование операции

Оборудование и приспособления

Примечание

010

Обслуживание паяемых поверхностей радиоэлементов

1. Электрованна 2. Термометр 3. Тара цеховая 4. Браслет антистатический 5. Пластина антистатическая

1.Флюсовать выводы конденсатора КСО-12В, окунанием элемента . 2. Лудить выводы элементов, оставляя участки длиной 2-3 мм от корпуса необлуженными. Время лужения не более 3 секунд. Температура припоя 250°С Выступы припоя на выводах элементов удалять непосредственно после извлечения выводов из припоя 3. Уложить элементы в тару 4. Повторить переходы 1-2 для транзистора КТ315 5. Повторять переходы 1-2 для катушек индуктивности

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
015	Гибка выводов           резисторов, диодов,	1.Стол рабочий 2. Тара цеховая 3. Браслет антистатический 4. Пластина антистатическая 5. Приспособление     для гибки	1. Уложить резисторы ОМЛТ-0,012, ОМЛТ-0,155, ОМЛТ-0,015 в приспособление, отогнуть выводы на расстояние не менее 3 мм от корпуса 2.    Снять все элементы с приспособления и уложить в тару. Необходимо заземлить приспособление для гибки.
020	Гибка выводов конденсаторов	1.Стол рабочий 2.Тара цеховая 3.Браслет антистатический 4.Пластина антистатическая 5.Приспособление для гибки	1. Уложить конденсатор КСО-8В в приспособление, отогнуть выводы на расстояние не менее 3 мм от корпуса. Радиус гибки r = 1,5 мм 2. Снять элемент с приспособления и уложить в тару. Необходимо заземлить приспособление для гибки

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
025	Формовка выводов транзисторов	1. Приспособление для формовки 2. Стол рабочий 3. Тара цеховая 4.  Браслет антистатический 5. Пластина антистатическая	1.Уложить транзистор КТ315Бприспособление. Формовать выводы транзистора. Коллектор транзистора должен быть загнут на длине 2,5-3 мм от корпуса. База и эмиттер - на длине 7- 7,5мм от корпуса. Радиус гибки г = 3 мм. Допускаются следы оснастки на выводах. 3. Снять транзистор с приспособления и уложить в тару. Приспособление для формовки должно быть заземлено.
030	Комплектование	1.Стол рабочий 2. Тара цеховая 3. Браслет антистатический 4. Пластина антистатическая	1. Комплектовать    радиоэлементы по пакетам в количестве 100-150 штук.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
035	Комплектова-ние	5.Стол рабочий 6. Тара цеховая 7. Браслет антистатический 8. Пластина антистатическая	1. Комплектовать кассеты, разложив по ячейкам пакет с радиоэлементами из расчёта сменной выработки одного рабочего
040	Маркирование	1. Тара цеховая	1. Маркировать "1" на плате в месте согласно чертежу. 2.Уложить отмаркированную плату в тару.
045	Установка	1. Браслет антистатический 2. Пластина антистатическая 3. Пинцет медицинский прямой 4. Бокорезы 5. Тара цеховая	1.Установить конденсаторы КСО-8В согласно чертежу. 2. Отогнуть выводы элементов со стороны печатного слоя подуглом 45   к плате вдоль печатных проводников. 3. Обрезать излишки выводов элементов на длину около 2 мм от выхода из платы. 4. Передать сборочную единицуьна следующую операцию.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
050	Установка	1.Браслет антистатический 2. Пластина антистатическая 3. Пинцет медицинский прямой 4. Бокорезы     Тара цеховая	1. Установить транзистор КТ315Б на плату согласно чертежу. 2. Отогнуть выводы элементов со стороны печатного слоя под углом 45° к плате вдоль печатных проводников. 3. Обрезать излишки выводов элементов на длину около 2 мм от выхода из платы.
055	Пайка волной припоя Режимы: Тприпоя=240...250ºС, Vтр-ра=0,8 м/мин	1. Автоматическая      линия 2. Спутник 3. Тара 4. Перчатки х/б    двойные	1. Паять выводы радиоэлементов к контактным площадкам платы. Пенное флюсование. 2. Уложить паяные сборочные единицы в тару. 3. Рабочий стол должен быть заземлен.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
056	Промывочная	1. Стол цеховой с     вытяжкой 2. Тара для смеси 3. Приемник сжатого воздуха     Перчатки №8-11	1. Удалить остатки флюса промывкой спирто-бензиновой смесью последовательно в трех ваннах при помощи кисти. 2. Продуть печатную   плату струей сжатого воздуха. 3. Сушить плату в течение 15 минут на воздухе при температуре 20±10°С.
057	Контрольная	1. Контрольный   образец 2. Лупа 3. Тара для краски 4. Тара 5. Единый контрольный образец.    Набор щупов	1. Контроль внешнего вида. Пайка должна быть аккуратной. Не допустимы перемычки из припоя, стружки, фольги. 2.Проверит визуально качество удаления остатков флюса.     На плате не допустимы остатки флюса,

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
060	Пайка	1. Втяжка цеховая 2. Тара для флюса 3. Электропаяль-ник 4.Кисть КХЖ 5.Бокорезы 6. Прибор ПК ТП	1 .Произвести подпайку соединений печатной платы после пайки волной припоя. 2.Скрутить перед пайкой жилы проводов. Нанести бесканифольный слой на месте пайки: -на место соединения жил выводов с выводами колодки; -на место соединения жил выводов с клеммами гнезда разъема. 3.Припаять место соединений. 4.Вставить в соответствующие отверстия провода. Нанести флюс ФТБ на место    пайки. Пропаять.    Температура жала паяльника     230±10°С.    Время пайки не более 3 секунд.    Жало заземлено. Контролировать температуру жала паяльника не реже 2 раз в смену. 4. Проверить качество пайки.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
065	Промывка	1 .Стол цеховой с    вытяжкой 2.Тара для смеси 4. Приемник сжатого воздуха 5. Перчатки №8-11 трикотажные 6. Перчатки резиновые хирургические 7. Кисть КХЖ П №20	1.Удалить остатки флюса промывкой спирто-бензиновой смесью последовательно в трех ваннах при помощи кисти. 4. Продуть печатную плату струей сжатого воздуха. 5. Сушить плату в течение 15 минут на воздухе при температуре 20±10°С.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
070	Контроль внешнего вида	1. Контрольный образец 2. Лупа 3. Тара для краски 4. Тара 5. Единый контрольный образец 6. Набор щупов 7.Клеймо ОТК	1 .Проверить правильность сборки платы по контрольному образцу, проверить качество пайки. Пайка должна быть аккуратной. Не допустимы перемычки из припоя, стружки, фольги. 2.Проверит визуально качество удаления остатков флюса.    На плате не допустимы остатки флюса, 3.Поставить клеймо ОТК со стороны выводов элементов на любое свободное место платы. 4. Уложить плату в тару.
075	Настройка	1. Стенд   контрольный 2. Тара цеховая	1.Установить плату на контрольно-регулировочный стенд и настроить плату согласно инструкции по настройке. 2. Вставить выводы регулировочного резистора в соответствующие отверстия в плате и подогнуть.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
			3. Положить плату в тару Не настраивающиеся платы отправить на операцию «ремонт».
080	Пайка паяльником	1. Тара цеховая 2. Электропаяль-ник 3. Кисть КХЖ 4. Вытяжка цеховая. 5. Прибор 6. Тара для спиртобензино-вой смеси 7. Рабочее клеймо	1. Обрезать выводы регулировочного резистора на расстоянии 2 мм от отверстия в фольге платы.     Обрезанные излишки выводов резисторов убрать в отдельную тару и сдать в утиль. 2. Паять концы выводов регулировочного резистора к плате, предварительно нанести на место пайки флюс. Температура жала паяльника 230±10°С.     Время пайки не более 3 секунд. Жало заземлено. Контролировать температуру жала паяльника не реже 2 раз в смену 3. Промыть плату спирто-бензиновой смесью при помощи кисти.

Продолжение таблицы 2.3

Операция	Наименование операции	Оборудование и приспособления	Примечание
			помощи кисти 4.Поставить рабочее клеймо в любом свободном месте платы со стороны пайки 5.Уложить сборочную единицу в тару
085	Ремонт	1 .Стенд контрольный 2. Электропаяльник 3. Браслет антистатический 4.Пластина антистатическая 5. Тара для спирто- бензиновой смеси 6. Тара для флюса 7. Кисть КХЖ П № 20 8. Омметр	1.Проверить платы, забракованные на операциях «Настройка» и «Контроль». Устранить выявленные дефекты пайки.    Повторно настроить плату путем подбора подстроеч-ного резистора с последую-щей его пайкой, жала паяльника 230 ±10° С. Время пайки не более 3 секунд. Жало заземлено. Контролировать температуру жала паяльника не реже 2 раз в смену.

   2.3 Обоснование и расчет технологических режимов

Как известно, режимы обработки представляют совокупность параметров, определяющих условия, при которых изготавливаются изделия. Определение и назначение режимов обработки ведется одновременно с оформлением операционных карт (маршрутно-операционных карт), и в дальнейшем режимы используются для нормирования технологических операций. Трудоёмкость изготовления деталей находится в прямой связи с режимами обработки. Поэтому на основе методик и стандартов по расчету режимов обработки определяются оптимальные значения режимов. При назначении режимов следует ориентироваться на прогрессивные методы обработки и возможности оборудования. В технологические карты заносятся значения режимов, обеспечиваемые оборудованием, для чего рассчитанные режимы сверяют с паспортом оборудования и выбирают ближайшее меньшее число (если режимы изменяются дискретно).

Подготовка электрорадиоэлементов включает рихтовку, зачистку, формовку, обрезку и лужение проводов, размещение компонентов в технологической таре в количестве, достаточном для выполнения производственного задания. Рихтовка необходима для выпрямления контактов электрорадиоэлементов, которые были (или могли быть) деформированы на предыдущей операции входного контроля или во время транспортировки с завода-изготовителя или внутри цеха, а так же для обеспечения заданного размера выводов.

Операции формовка и обрезка необходимы для задания выводам электрорадиоэлементов определённой формы, чтобы обеспечивалась их установка на печатную плату, а так же фиксация электрорадиоэлементов в монтажных отверстиях. Рихтовка, формовка, зачистка и обрезка выводов конденсаторов, диодови транзисторов осуществляются на групповой технологической оснастке, представляющей собой штамп(формующий и отрезающий) с пневматическим приводом и набором сменных элементов. Производительность автоматического оборудования для комплексной подготовки электрорадиоэлементов составляет 50 эл/мин. Рихтовка и формовка резисторов осуществляется на гибочном отдельном штампе.

Для платы регулятора напряжения применим одноступенчатый технологический процесс пайки.

Выбор припоя для пайки платы выполнен на основе анализа характеристик ряда припоев.

Припой ПОС 63имеет более высокие характеристики растекания, однако он менее освоен на предприятиях радиопромышленности, чем припой ПОС 61. Припой ПОС 61 обладает хорошей жидкотекучестью, смачивает поверхности соединяемых материалов, растекаясь по ним, проникает в узкие зазоры и образовывает с соединяемыми материалами сплав, обеспечивающий прочную связь в зоне спая.Для пайки платы примем припой ПОС 61.

Для улучшения паяемости электрорадиоэлементов к контактным площадкам их выводы облуживают припоем. При лужении происходит соединение припоя с основным металлом, что обеспечивает лучшую пайку при сборке. Процессы лужения выполняются вручную электропаяльниками (лужение монтажных проводов, шнуров) и механизированным способом.

Характеристиками режима пайки являются температура и время пайки.

Температура пайки может быть вычислена с помощью формулы

                                           (2.2)                            

где– температура пайки;

       – температура плавления.

                                                (2.3)                  

где– температура паяльника.

Рассчитаем температуру паяльника для припоя ПОС 61 по формуле

                                            (2.4)

                                            (2.5)

          

Температура для автоматической пайки волной припоя рассчитывается по формуле

                                         (2.6)

                 

Таким образом, температура жала паяльника не должна превышать 283°С. Оптимальный диапазон температур t=250±10°С.

Так как в устройстве применяются полупроводниковые электрорадиоэлементы, товыбираем следующие оптимальные параметры режимов и марки присадочных материалов: марка флюса ФКТ, припой

ПОС 61 (Т_пл = 183^ºС), температура лужения 240…245ºС.

Флюс марки ФКТ обладает следующими свойствами:

          1) очищает поверхность деталей и припоя от присутствующих на них окислов и защищает паяемое соединение от воздействия окружающей среды во время пайки;

          2) способствует смачиванию поверхности деталей расплавленным припоем;

          3) сохраняет свои свойства и не меняет своего состава от нагрева при пайке.

По температурному интервалу активности (150…300° С) флюс ФКТ (ГОСТ 19250-73 [21]) относится к низкотемпературным.

Для установки пайки волной припоя основными режимами являются: высота волны припоя и флюса, форма волны, скорость конвейера, температура припоя, температура подсушки и подогрева платы перед пайкой. Так как проектируемое устройство содержит полупроводниковые элементы, то температура подсушки флюса составляет 60…70° С. Температура подогрева платы – 60…80º С. Это вызвано следующими соображениями: при соприкосновении жидкого флюсующего состава с расплавленным припоем происходит бурное вскипание растворителя с образованием значительного количества газов ипаров, которые оттесняют расплавленный припой от зоны пайки и приводят к пористости монтажных соединений. Эти температуры косвенно зависят от скорости движения конвейера. При увеличении скорости движения конвейера увеличивается производительность, но уменьшается время пайки, а при этом уменьшается фактическая температура подогрева платы и время подсушки флюса. Уменьшение скорости конвейера ведет к обратным последствиям. Таким образом,  оптимальная скорость движения конвейера определяется

                                                  (2.7)

    

где   L = 40 мм – длина волны припоя;

       N = 1– число каналов;

       Т _ф = 3 с – фактическое время пайки.

Скорость движения конвейера составляет 0,8 м/мин. Время пайки, кроме того, зависит от толщины и длины платы, ширины гребня волны припоя, контактирующей с поверхностью платы, то есть от формы волны припоя. Режимы для групповой пайкивыбирались по ГОСТ 21930-76 [22]

1)     температура припоя ПОС 61: 240…250 °С;

2)     угол входа и выхода движения платы: 8…10°;

3)    форма волны со вторичной волной (для удаления остатков припоя и “сосулек”);

4)     скорость движения: 0,8 м/мин;

5)    время нахождения вывода электрорадиоэлемента в припое: 1,25 с.

Для ручной пайки проволоки и операции допайки используется припой ПОС 61 (температура паяльника рассчитана ранее).

Время допайки для полупроводниковых приборов составляетне более с, не менее 5 с перерыв между пайками (если воздействуем на одном месте), для остальных элементов

При воздействии на чувствительные элементы ставится теплоотвод (например, пинцет).

Пайка припоем ПОС 61, как говорилось ранее, выполняется с канифольным флюсом. Известно, что флюс для низкотемпературной пайки должен иметь температуру плавления на 20…30°С меньше, чем припой. Для реализации необходимого условия флюсовой пайки в канифоль добавляют активаторы. Одним из активных флюсов является композиция ФКТ, температура работы которого составляет 130…300 °С.

Флюс состоит из (% по массе):

-канифоль сосновая марки А и Б: 10,00…20,00;

-трибутилфосфат: 0,01…0,10;

-этиловый спирт: 89,89…76,90.

Так как флюс ФКТ содержит смолы, то снятие его остатков осуществляется спирто-бензиновой смесью при комнатной температуре. В процессе сборки и монтажа печатные платы часто подвергаются воздействию влаги (промывка от флюса, нанесение лакового покрытия). Для ускорения процесса сушки применяется воздушная сушкав сушильном шкафу.

После промывки операция сушки проводится без применения каких-либо специальных устройств:время сушки 10…15 мин., температура сушки t = 20…30°С.

Таким образом, мы обосновали все режимы обработки изделия в технологическом процессе сборки и монтажа.

Выбор метода изготовления печатных плат

Все     многообразие     методов     изготовления     печатных     плат представлено на рисунке 2.1.

Рисунок 2.1- Классификация методов изготовления печатных плат

Методом изготовления печатный платы усилителя радиочастоты выбран  субтрактивныйхимический метод, который применяется при изготовлении односторонних печатных плат, гибких печатных кабелей.

  Сущность: травление фольги по изображению с непроводящих участков.

Достоинства: простота изготовления, высокая разрешающая способность.

  Недостатки: нет металлизации отверстий, эффект подтравливания.

Травление - это окислительно-восстановительный процесс, применяемый для удаления меди с непроводящих участков. Проводящий рисунок защищен краской, фоторезистом, сплавом олово-свинец и др.

Применяют травильный раствор на основе хлорного железа РеС1₂ или хлорной меди СиС1₂, если защита - краска или фоторезист; персульфат аммония (NН2) 2S2О8, если защита - сплав олова со свинцом, перекись водорода, если защита - никель. Скорость травления 40 мкм/мин с последующим снижением до 5 мкм/мин. Среднее время процесса - 10 - 30 мин. Протравленные платы немедленно промывают протечной, горячей, холодной, затем сушат.

При изготовлении печатных плат химическим субтрактивным методом осуществляется:

1.Нарезка заготовок.

2. Получение базовых отверстий.

3. Получение   рисунка   схемы   -   нанесение   маски   для   защиты
будущих проводников и контактных площадок.

4. Травление меди с проблемных мест.

5. Удаление защитной маски.

6. Образование необходимых монтажных и технологических отверстий.

7. Обработка платы по контуру (штамповка, фрезеровка).

8. Маркировка.

9. Нанесение защитного покрытия.

10.Контроль.

Односторонние печатные платы изготавливают чаще всего на одностороннем фольгированном диэлектрике субтрактивным химическим методом (рисунок 2.2).

Минимальную    ширину   проводников   определяют   из   условия достаточного сцепления проводников с диэлектриком.

1- диэлектрическое основание; 2- медная фольга (h_ф.- толщина фольги); 3 - защитный слой (фоторезист, краска); t- ширина проводника; t₁        - эффективная ширина проводника; t_Ш- величина в фотоальбоме; а- величина подтравливания; а1- величина уменьшения сцепления.

Рисунок 2.2 - Технология травления фольгированного гетинакса

2.5 Выводы

При проведении количественной оценки технологичности РЭА сделан вывод, что рассматриваемая плата усилителя радиочастоты является технологичной для серийного производства.

Технологический процесс производства разработанного усилителя радиочастоты выбран с учётом рассмотренных технологий производства других, аналогичных, освоенных производством усилителей радиочастоты. Данный усилитель предполагается производить по технологии навесного монтажа и пайки волной припоя.

В качестве вида ТП сборки и монтажа платы усилителя радиочастоты был выбран рабочий типовой маршрутно-операционный ТП.

Методом изготовления печатной платы выбран субтрактивныйхимический метод, указаны его достоинства и недостатки.

3   Организационно-экономический раздел

3.1 Планирование технической подготовки производства

      радиоприемного устройства для информационно-измерительной системы автомобиля с разработкой календарного графика

3.1.1Содержание стадий технической подготовки производства

Техническая подготовка производства – совокупность взаимосвязанных процессов, обеспечивающих конструктивную и технологическую готовность предприятия к выпуску разрабатываемой системыдиагностирования автомобиля.

Техническая подготовка производства включает в себя:

– конструкторскую подготовку производства (КПП);

– технологическую подготовку производства (ТПП);

– организационную подготовку производства (ОПП).

3.1.2   Конструкторская подготовка производства

Конструкторская подготовка производства (КПП) – совокупность процессов конструирования новых изделий, разработка конструкторской документации, ее корректировка и испытание опытных и новых изделий.

КПП состоит из следующих стадий:

– техническое задание;

– техническое предложение;

– эскизный проект;

– разработка рабочей документации.

3.1.2.1 Определение трудоемкости разработки рабочей документации

1. Определение числа чертежных листов и текстовой документации, приведенных к формату А4.

Расчет числа чертежных листов и текстовой документации (количество листов взято приблизительно), приведенных к формату А4 показан в таблице 3.1

      Таблица 3.1 - Расчет числа чертежных листов

Наименование документа	Формат документа	Документ в формате А4
Чертежи конструкций	7 листов А3	7 ∙ 2=14 листов
Текстовая документация	100 листов А4	100 листов
Итого:	114 листов

2. Определение трудоемкости разработки рабочих документации.

Нормы времени на разработку рабочей документации установлены в зависимости от группы сложности и новизны разрабатываемого изделия. Чертежи разрабатываемой конструкции функционального узла относятся ко 1-ой группе сложности (простыерадиотехнические   и  электромеханическиеузлыи  блоки набазетиповых  унифицированныхконструкций) и к группе новизны Н-2 (конструкции,  воспроизводящиесуществующиеизделия  сконструктивнойи  размернойпереработкойотдельных  блоков,узлов,деталей и  элементов(заимствованпринцип)). Текстовая техническая документация относится ко 1-ой группе сложности (простые  радиотехнические   иэлектромеханическиеузлы  иблоки набазе  типовыхунифицированныхконструкций) и группе новизны Н-1(конструкции,модифицирующиесуществующие  изделияновымикон структивнымиразмерами  и   соблюдениемидентичности  решениязадачизделием (заимствованпринцип  иконструктивная   часть  разработки).

Общая трудоемкость разработки рабочей документации (нормо-часы или н-ч)

                                                                (3.1)

где l_i – число листов, приведенных к формату А4, шт.;

t_i – трудоемкость, н-ч.

Результаты расчета трудоемкости сведены в таблицу 3.2.

Таблица 3.2 -Результаты расчета трудоемкости

Наименование документа	Группа сложности	Группа новизны	Количество листов li	Трудоемкость ti, н-ч	Общая трудоемкость, н-ч
Чертежи конструкций	1	Н-2	14	2,94	41,16
Текстовая документация	1	Н-1	100	2,05	205,00
Итого:	114		Трд=246,16

3.1.2.2

Трудоемкость выполнения стадий КПП определена на основе усредненных нормативов трудоемкости выполнения опытно-конструкторских работ (ОКР) 1-ой группы сложности и новизны при изготовлении одного опытного образца

                                                         (3.2)

где Т_ci – трудоемкость выполнения i-ой стадии;

Т_1j – трудоемкость выполнения ОКР 1-ой группы сложности и новизны;

К_сл – поправочный коэффициент на сложность проектируемого изделия;

К_нов – поправочный коэффициент на новизну изделия (К_нов=1,29 для Н-2, К_нов=1,19 для Н-1).

Поправочный коэффициент на сложность функционального узла

                                                                        (3.3)

где K_j – коэффициент усложнения по признакам сложности.

m - число признаков сложности.

Приняты следующие коэффициенты усложнения по отдельным признакам сложности функционального узла с учетом практического опыта:

К_изд=1,2 – тип аппаратуры – специальная гражданскаяи наземная;

К_сх.эл =1,2 – схема электрическая (11-10 каскадов);

К_кон=1 – для наибольшей конструктивной переработки;

k_tex=1 – для типовой технологии;

К_р.н=1,2 – регулировка и настройка заводская;

К_исп=1,2 – вид испытаний – заводской стендовый.

Средняя норма проверки нормоконтролером технических документов в листах, приведенных к формату А4, за восьмичасовой рабочий день составляет 30 листов оригиналов и 60 листов подлинников (ГОСТ 2.111-68)[23]

                                                     (3.4)

Результаты определения трудоемкости стадий КПП сведены в таблицу 3.3.

Суммарная трудоемкость КПП функционального узла:

Т_КПП=1297,42 н-ч.

Таблица 3.3 -Результаты определения трудоемкости

Наименование стадий КПП	Укрупненные нормы времени конструирования изделия 1 группы сложности и новизны	Трудоемкость стадии с учетом Ксл и Кнов, н-ч
Разработка технического задания на изделие	32,8	46,54
Разработка технического предложения	42,0	59,60
Эскизное проектирование:
-разработка эскизного проекта	98,4	139,63
-разработка эскизов и чертежей	90,2	128,00
-изготовление макетов	32,8	46,54
-отладка и лабораторные испытания макетов	32,8	46,54
Разработка технического проекта	139,4	197,81
Изготовление опытного образца:
-изготовление	114,8	162,90
-отладка и испытание	32,8	46,54
-корректировка документации	82	116,36
Разработка рабочей документации	-	246,16
Проверка нормоконтролером	-	60,80
Итого:		1297,42

3.1.3 Технологическая подготовка производства

Технологическая подготовка производства (ТПП) состоит из следующих стадий:

– технологический контроль чертежей;

– разработка технологического процесса;

– конструирование оснастки и нестандартного оборудования,

– выверка, отладка и внедрение разработанной технологии.

3.1.3.1 Определение трудоемкости разработки технологической

документации на механическую обработку деталей

1. В соответствии с “Типовыми нормами на разработку технологической документации” нормы времени разработки технологической документации на механическую обработку деталей установлены в зависимости от группы сложности обрабатываемой детали. Группа сложности зависит от количества условных (приведенных) размеров. Она определена путем сложения общего количества размеров детали, которые необходимо выдержать при обработке.

Проектируемый функциональный узел имеет девять оригинальных деталей (таблица 3.4).

                                                                               (3.5)

где

         - число размеров. выполненных по третьему классу точности (7 квалитет);

       

Таблица 3.4 - Количество наименований оригинальных деталей

Группа сложности разрабатываемого изделия
	1	2	3	4	5	6	7	8
Количество наименований оригинальных деталей	-	-	-	9	-	-	-	-
	до 6	7-10	11-16	17-24	25-36	37-55	56-86	87-120

Все оригинальные детали выполнены по одной группе сложности.

2. Определение трудоемкости разработки технологической документации на механическую обработку деталей.

Результаты определения трудоемкости разработки технологической документации на механическую обработку деталей сведены в таблицу 3.5

Таблица 3.5 - Результаты определения трудоемкости

Наименование технологической документации	Трудоемкость по 1группе сложности	Общая трудоемкость, н-ч
Отработка конструкции деталей на технологичность	0,40	0,40
Разработка операционных карт	3,50	3,50
Разработка безтекстовых операционных карт	2,13	2,13
Разработка маршрутных карт	2,06	2,06
Вычерчивание эскизов	1,19	1,19
Итого:		Тмех.обр=42,69

3.1.3.2 Определение трудоемкости разработки технологической

документации на сборку и электромонтаж радиоприемника

Трудоемкость разработки технологической документации на сборку и электромонтаж укрупненно принята в размере 15 % от трудоемкости разработки технологической документации на механическую обработку деталей

                                                          (3.5)

   

3.1.3.3 Определение трудоемкости конструирования и изготовления

             специального технологического оснащения и инструментов

Количество единиц специального технологического оснащения и инструментов определено отдельно по каждому их виду

                                                             (3.6)

где K_oi – нормативное значение коэффициента технической

              оснащенности;

N_z – общее количество наименований оригинальных деталей;

i=1,2,...,n – виды специальной технологической оснастки и инструментов;

К_осн – поправочный коэффициент, учитывающий возможность использования переналаживаемой оснастки или инструмента i-го вида (Косн=0,9).

Результаты определения трудоемкости конструирования специального технологического оснащения и инструментов приведены в таблице 3.6.

Таблица 3.6 - Результаты определения трудоемкости конструирования оригинальных деталей

Вид оснащения и инструмента	Значение нормативного коэффициента оснащенности	Количество оригинальных деталей Nz, шт	Количество единиц оснащения и инструмента Noi, шт.	Трудоемкость на единицу, н-ч	Суммарная трудо­емкость, н-ч
Расчетное	Принятое
Штампы	0,57	9	3,61 01	4	36,8	36,8
Режущий инструмент	0,18	1,209	1	12,5	12,5
Измерительный инструмент	0,24	1,7	2	10,4	10,4
Вспомогательный инструмент	0,06	0,432	1	12,5	12,5
Слесарный инструмент	0,11	0,792	1	15,2	15,2
Приспособления, кондукторы	0,65	4,68	5	68,0	136
Прочие инструменты	0,26	1,8	2	65,6	65,6
Итого:	16		510

Результаты определения трудоемкости изготовления специального технологического оснащения и инструментов приведены в таблице 3.7.

Таблица 3.7 - Результаты определения трудоемкости изготовления

                  специального технологического оснащения

Вид оснащения и инструмента	Количество единиц оснащения и инструмента Noi, шт.	Трудоемкость на единицу, н-ч	Суммарная трудоемкость, н-ч
Штампы	3	52,00	156,00
Режущий инструмент	1	15,85	15,85
Измерительный инструмент	1	35,00	35,00
Вспомогательный инструмент	1	2,30	2,30
Слесарный инструмент	3	10,60	10,60
Приспособления, кондукторы	4	55,00	220,00
Прочие инструменты	3	46,00	138,00
Итого:	16		577,75

3.1.3.4 Общая трудоемкость технологической подготовки

             производства

Общая трудоемкость технологической подготовки производства

                                                 (3.7)

где Т_{мех.обр} – трудоемкость разработки технологической документации на механическую обработку деталей;

Т_сб – трудоемкость разработки технологической документации на сборку и электромонтаж;

Т_констр – трудоемкость конструирования специального технологического оснащения и инструментов;

Т_изг – трудоемкость изготовления специального технологического оснащения и инструментов.

3.1.4 Определение продолжительности стадий технической

          подготовки производства

Продолжительность каждой стадии в календарных днях

                                                        (3.8)

где   T_сi  – общая трудоемкость на данной стадии, н-ч;

W_p – количество работников, одновременно участвующих в работе, чел.;

q – продолжительность рабочей смены (q =8 ч);

К_н – коэффициент выполнения норм выработки данного этапа (К_н=1,1);

f – коэффициент перевода рабочих дней в календарные,

f = 0,69.

Результаты определения трудоемкостии продолжительности каждой стадии технической подготовки производства функционального узла сведены в таблицу 3.8.

Таблица3.8 - Результаты определения трудоемкостии

                  продолжительности стадии технической

                  подготовки производства

Наименование работ (стадий)	Трудоемкость Tci, н-ч	Количество Wp, чел.	Продолжительность Тцi, кал. дни
Разработка технического задания	46,54	3	3
Разработка технического предложения	59,60	2	5
Разработка эскизного проекта	141,63	2	12
Разработка эскизов чертежей на макеты	128,00	2	11
Изготовление макетов	46,54	2	4
Отладка и лабораторные испытания макетов	46,54	2	4
Разработка технического проекта	199,81	4	9
Разработка рабочих чертежей общего вида и монтажных схем	41,16	2	4
Разработка текстовой документации	205,00	4 4	9
Нормоконтроль рабочей документации	60,80	2	5
Обеспечение покупными изделиями, материалами	16,61	2	2
Составление спецификации	15,21	2	2
Отработка конструкции на технологичность	0,40	1	1
Разработка технологической документации на механическую обработку	9,28	1	2
Разработка технологической документации на сборку	1,40	1	1
Проектирование оснастки и инструментов	104,8 116,2	3 3	6 7
Изготовление оснастки и инструментов	107,00 109,75	3 3	6 6
Изготовление опытного образца	162,90	4	7
Отладка и испытание опытного образца	46,54	2	4
Корректировка документации	117,36	3	7
Составление технического отчета	77,23	2	7
Итого:	1996,0	55	124

3.1.5    Разработка календарного графика (сетевого графика)

технической подготовки производства

После расчета трудоемкости и продолжительности отдельных стадий составлены календарный график всей технической подготовки производства и определена ее общая продолжительность.

Составление сетевого графика произведено в следующей последовательности:

– определен перечень событий и работ;

– построен сетевой график;

– рассчитаны параметры сетевого графика;

– произведен анализ сетевого графика и его оптимизация.

При расчете сетевой модели графическим методом определены следующие параметры:

1) t_pi – ранний из возможных сроков наступления события i;

2) t_pj – ранний из возможных сроков наступления события j;

3) t_пi – поздний из допустимых сроков наступления i;

4) t_пj – поздний из допустимых сроков наступления j;

5) Р_i – резерв времени наступления события j;

6) Р_пij – полный резерв времени работы i-j;

7) P_cij – свободный резерв времени работы i-j;

8) продолжительность критического пути.

Ранний из возможных сроков наступления события t_pi – это срок,  необходимыйдля выполнения всех работ,предшествующих данному событию

       t_pi = t [ L_max(I-i) ],                                                          (3.9)

гдеt - время,

L_max(I-i) - максимальный путь от исходного до данного события;

I - исходное событие;

i - данное событие.

Поздний издопустимых сроков t_пi – такой срок наступления события,превышение которого вызовет задержку завершающего

t_пi = t [L_кр] – t [L_max(i-C)],                                                    (3.10)

гдеL_кр –длительность критического пути,

L_max(i-C) –максимальный путь от данного события до завершающего,

С – завершающее событие.

Резерв временисобытияопределен как разность между поздним и ранним сроками наступления события

                 Р_i = t_пi – t_pi.                                                     (3.11)

Полный резерв времени работы –  это максимальное количество времени,  на которое можно увеличить продолжительностьданной работы,не изменяя длительности критического пути

              Р_пij = t_пj – t_pi – Т_ij,                                  (3.12)

где Т_ij – длительность работы i-j.

Свободный резерв времени работы –  является частью полного резерва и определяется временем, на которое можно увеличить продолжительностьданной работы,не изменяя сроков начала последующей работы

                 Р_cij = t_пj – t_pi – Т_ij.                               (3.13)

Прохождение критического пути определено от исходного события к завершающему (работа принадлежит критическому пути в том случае, если ее начальное и конечное события имеют нулевой резерв времени, и она не имеет резервов).

Перечень событий и работ приведен в таблице 3.9.

Построенный сетевой график технической подготовки производства функционального узла (до оптимизации) и его параметры показаны на рисунке 3.1.

Рассчитанные параметры сетевого графика также приведены в таблице 3.10.

В соответствии с расчетом длина критического пути составила – 93 дня.

3.1.6Оптимизация сетевого графика

После расчета сетевого графика произведена его оптимизация (упрощенный метод) за счет перераспределения исполнителей с работ подкритического пути, имеющего минимальные резервы времени, на работы критического пути, которые могут выполняться работниками тех же специальностей.

Таблица 3.9 -Порядок составления технического отчета

Код события	Наименование события	Код работы	Наименование работы	Продолжительность Тцi, кал. дни
0	Решение о проектировании принято	0-1	Разработка технического задания	3
1	Техническое задание разработано	1-2	Разработка технического предложения	5
2	Техническое предложение разработано	2-3	Разработка эскизов чертежей на макеты	11
		2-5	Разработка эскизного проекта	12
3	Эскизы чертежей на макеты разработаны	3-4	Изготовление макетов	4
4	Макеты изготовлены	4-5	Отладка и лабораторные испытания макетов	4
5	Макеты отлажены и испытаны, эскизный проект разработан	5-6	Разработка технического проекта	9
6	Технический проект разработан	6-7	Разработка рабочих чертежей общего вида и монтажных схем	7
		6-9	Проверка нормоконтролером	2
7	Рабочие чертежи общего вида и монтажные схемы разработаны	7-8	Разработка текстовой документации	9
8	Текстовая документация разработана	8-9	Проверка нормоконтролером текстовой документации	3
9	Рабочая документация нормоконтролером проверена	9-10	Составление спецификации	2
		9-11	Отработка конструкции на технологичность	1
10	Спецификация составлена	10-16	Обеспечение покупными изделиями, материалами	2
11	Конструкция отработана на технологичность	11-12	Разработка технологической документации на механическую обработку	2
12	Технологическая документация на механическую обработку разработана	12-13	Разработка технологической документации на сборку	1
13	Технологическая документация на сборку разработана	13-14	Проектирование оснастки	6
13-15	Проектирование инструментов	7
14	Оснастка спроектирована	14-16	Изготовление оснастки	6
15	Инструменты спроектированы	15-16	Изготовление инструментов	6
16	Покупные изделия и материалы получены, оснастка и инструменты изготовлены	16-17	Изготовление опытного образца	7
17	Опытный образец изготовлен	17-18	Отладка и испытание опытного образца	4
18	Опытный образец отлажен и испытан	18-19	Корректировка документации	7
19	Документация откорректирована	19-20	Составление технического отчета	7
20	Технический отчет составлен

Таблица 3.10 - Временные характеристики событий

Код Работы	Продолжительность Тij	Ранний срок наступления события tpj	Поздний срок наступления события tпj	Резерв времени события Рj	Ранний срок наступления события tpi	Полный резерв времени работы Рпij	Свободный резерв времени работы Рсij
0-1	3	3	3	0	0	0	0
1-2	5	8	8	0	3	0	0
2-3	11	19	19	0	8	0	0
2-5	12	27	27	0	8	7	7
3-4	4	23	23	0	19	0	0
4-5	4	27	27	0	23	0	0
5-6	9	36	36	0	27	0	0
6-7	7	40	40	0	36	0	0
6-9	3	51	51	0	36	12	12
7-8	9	49	49	0	40	0	0
8-9	2	51	51	0	49	0	0
9-10	2	53	66	13	51	13	0
9-11	1	52	52	0	51	0	0
10-16	2	68	68	0	53	13	13
11-12	2	54	54	0	52	0	0
12-13	1	55	55	0	54	0	0
13-14	6	61	62	1	55	1	0
13-15	7	62	62	0	55	0	0
14-16	6	68	68	0	61	1	1
15-16	6	68	68	0	62	0	0
16-17	7	75	75	0	68	0	0
17-18	4	79	79	0	75	0	0
18-19	7	86	86	0	79	0	0
19-20	7	93	93	0	86	0	0

Сначала определено количество исполнителей, которые можно перевести на работу критического пути, затем продолжительность (новая) работ критического пути, на которые переведены исполнители.

Коэффициент напряженности работы (пути k_нij) – это отношение продолжительности несовпадающих (заключенных между одними и теми же событиями) отрезков пути, одним из которых является путь максимальной продолжительности, проходящий через данную работу, а другим – критический путь. Он позволяет определить степень трудности выполнения в срок каждой группы работ некритического пути.

Если совпадающую с критическим путем величину отрезка пути обозначить Т^ï_Lкр, длину критического пути – Т_Lкр, а протяженность максимального пути, проходящего через данные работы – Т_Lмах, то коэффициент напряженности данного пути

                                                    (3.14)

                         

        

1. Напряженным участком работ является путь, проходящий через работы 2-3,3-4 и 4-5. Работа 2-5 имеет свободный резерв времени. Следовательно, с этой работы можно перевести часть исполнителей на однородную работу (2-3).

На участке 2-5 занято 2 человека, на участке 2-3 – 2 человека. В этом случае трудоемкость работ

                    Т_цij=W_pij×T_ij,                                                 (3.15)

где W_pij – количество исполнителей,

Т_ij – продолжительность работы в днях,

         Т_ц(2-5)=W_p(2-5)×T_(2-5)=2×12=24 чел.-дн.,

Т_ц(2-3)=W_p(2-3)×T_(2-3)=2×11=22 чел.-дн.,

Количество исполнителей (х), которых можно перевести с работы 2-5 на работу 2-3, увеличив продолжительность 2-5 на 3 дня:

Тогда новая продолжительность (2-3)

а новая продолжительность (2-5)

2. Напряженным участком работ является путь, проходящий через работы 9-11, 11-12, 12-13, 13-14 и 14-16. Работа 9-10 имеет свободный резерв времени. Следовательно, с этой работы можно перевести часть исполнителей на однородную работу (11-12).

На участке 9-10 занято 2 человека, на участке 11-12 – 1 человек. В этом случае трудоемкость работ:

Т_ц(9-10)=W_p(9-10)×T_(9-10)=2×2=4 чел.-дн.,Т_ц(11-12)=W_p(11-12)×T_(11-12)=1×2=2 чел.-дн.,

Количество исполнителей (х), которых можно перевести с работы 9-10 на работу 11-12, увеличив продолжительность 9-10 на 1 день:

Тогда новая продолжительность (11-12)

а новая продолжительность (9-10)

3. Напряженным участком работ является путь, проходящий через работы 13-15,15-16, но нет исполнителей, которых можно было перевести с однородных работ на этот путь.

Перечень событий и работ после оптимизации сетевого графика приведен в таблице 3.11.

Сетевой график технической подготовки производства функционального узла (после оптимизации)показан на рисунке 3.2.

Рассчитанные параметры сетевого графика после оптимизации приведены в таблице 3.12.

В результате оптимизации удалось сократить продолжительность работ на 4 дня, т.е. на 4,3 %, т.к. новая продолжительность критического пути составила 89 дней.

Таблица 3.12 -Порядок составления технического отчета

Код события	Наименование события	Код работы	Наименование работы	Продолжительность Тцi, кал. дни
0	Решение о проектировании принято	0-1	Разработка технического задания	3
1	Техническое задание разработано	1-2	Разработка технического предложения	5
2	Техническое предложение разработано	2-3	Разработка эскизов чертежей на макеты	8
		2-5	Разработка эскизного проекта	15
3	Эскизы чертежей на макеты разработаны	3-4	Изготовление макетов	4
4	Макеты изготовлены	4-5	Отладка и лабораторные испытания макетов	4
5	Макеты отлажены и испытаны, эскизный проект разработан	5-6	Разработка технического проекта	9
6	Технический проект разработан	6-7	Разработка рабочих чертежей общего вида и монтажных схем	7
		6-9	Проверка нормоконтролером	2
7	Рабочие чертежи общего вида и монтажные схемы разработаны	7-8	Разработка текстовой документации	9
8	Текстовая документация разработана	8-9	Проверка нормоконтролером текстовой документации	3
9	Рабочая документация нормоконтролером проверена	9-10	Составление спецификации	3
		9-11	Отработка конструкции на технологичность	1
10	Спецификация составлена	10-16	Обеспечение покупными изделиями, материалами	2
11	Конструкция отработана на технологичность	11-12	Разработка технологической документации на механическую обработку	1
12	Технологическая документация на механическую обработку разработана	12-13	Разработка технологической документации на сборку	1
		13-15	Проектирование инструментов	7
13	Технологическая документация на сборку разработана	13-14	Проектирование оснастки	6
14	Оснастка спроектирована	14-16	Изготовление оснастки	6
15	Инструменты спроектированы	15-16	Изготовление инструментов	6

Продолжение таблицы3.12

16	Покупные изделия и материалы получены, оснастка и инструменты изготовлены	16-17	Изготовление опытного образца	7
17	Опытный образец изготовлен	17-18	Отладка и испытание опытного образца	4
18	Опытный образец отлажен и испытан	18-19	Корректировка документации	7
19	Документация откорректирована	19-20	Составление технического отчета	7
20	Технический отчет составлен

Таблица 3.13 -Временные характеристики наступления событий

Код Работы	Продолжит. Тij	Ранний срок наступления события tpj	Поздний срок наступления события tпj	Резерв времени события Рj	Ранний срок наступления события tpi	Полный резерв времени работы Рпij	Свободный резерв времени работы Рсij
0-1	3	3	3	0	0	0	0
1-2	5	8	8	0	3	0	0
2-3	8	16	16	0	8	0	0
2-5	15	24	24	0	8	1	1
3-4	4	20	20	0	16	0	0
4-5	4	24	24	0	20	0	0
5-6	9	33	33	0	24	0	0
6-7	7	37	37	0	33	0	0
6-9	3	48	48	0	33	12	12
7-8	9	46	46	0	37	0	0
8-9	2	48	48	0	46	0	0
9-10	3	51	62	11	48	11	0
9-11	1	49	49	0	48	0	0
10-16	2	64	64	0	51	11	11
11-12	1	50	50	0	49	0	0
12-13	1	51	51	0	50	0	0
13-14	6	57	58	1	51	1	0
13-15	7	58	58	0	51	0	0
14-16	6	64	64	0	57	1	1
15-16	6	64	64	0	58	0	0
16-17	7	71	71	0	64	0	0
17-18	4	75	75	0	71	0	0
18-19	7	82	82	0	75	0	0
19-20	7	89	89	0	82	0	0

3.2 Расчет экономических показателей проектируемого устройства и определение эффективности проекта

3.2.1 Расчет капитальных затрат

                                                                      (3.16)

где       – капиталовложения в оборудование, необходимое для данного технологического процесса, руб.;

– затраты на строительство и реконструкцию зданий, руб.;

– затраты на технологическую оснастку и инструменты, руб.;

– затраты на инвентарь, руб.

Капиталовложения в оборудование рассчитываются:

                                                                     (3.17)

где      – капиталовложения в оборудование, приобретаемое со стороны или изготавливаемое предприятием (балансовая стоимость), руб.;

– затраты на энергетическое оборудование, руб.;

– затраты на подъемно-транспортное оборудование, руб.;

– капиталовложения в средства контроля и управления технологическим процессом, руб.

Таблица 3.14 - Перечень необходимого оборудования

Наименование оборудования	Марка	Мощность, кВт	Рыночная цена, руб.
1. Пресс	КД2118	50	25 000
2. Сверлильный станок	2А125	3	14 000
3. Установка для промывки	УЗВФ-1	5	10 500
4. Установка для пайки	АП-10	10	15 500
5. Термошкаф	КП45-06	12	9 500
6. Пресс для литья		33	18 500
7. Гальваническая ванна		3	5 000
Итого		116	98 000

Капиталовложения в технологическое оборудование с учетом коэффициента на транспортно-заготовительные расходы

                                                                                        (3.18)

где       1,28 – коэффициент, учитывающий транспортно-заготовительные расходы (0,05 – 0,1 – соответственно для легкого и тяжелого оборудования, затраты на строительные работы, в т.ч. устройство фундамента – 0,08; затраты на монтаж и освоение оборудования – 0,1);

– рыночная цена оборудования, руб.;

Капиталовложения в энергетическое оборудование

                                                                            (3.19)

                         

Капиталовложение в подъемно-транспортное оборудование

                                                               (3.20)

                       

Затраты в средства контроля и управления технологическим процессом составляют 10…12% от стоимости оборудования

                                                                            (3.21)

                       

      

Капиталовложение в здание

                                                                                          (3.22)

где      – стоимость 1здания, ;

– площадь здания,

                                            (3.23)

где      – коэффициент, учитывающий наружную площадь здания, .

Площадь цеха

                                                                            (3.24)

где       – площадь, занимаемая одним рабочим местом, ;

– принятое число рабочих мест, ;

– коэффициент, учитывающий дополнительную площадь, .

                               

Площадь вспомогательных помещений

                                                                             (3.25)

                               

Площадь конторских помещений составляет до на 1 рабочее место

                                                                                (3.26)

                               

                     

                           

Стоимость инструмента и приспособлений можно принять в размере 12% от рыночной стоимости производственного оборудования

                                                                                    (3.27)

                           

Стоимость производственного и хозяйственного инвентаря

                                (3.28)

    

      

       3.2.2 Расчет себестоимости продукции

Расчет затрат на сырье и основные материалы

                                      (3.29)

где      – норма расхода материала на изготовление изделия, кг.;

– цена материала, руб./кг;

– транспортно-заготовительные расходы, ;

– величина возвратных (реализуемых) отходов материала, кг;

– цена 1 кг возвратных отходов материала, руб./кг.

Расчет затрат на сырье и основные материалы представлен в таблице 3.15.

Таблица 3.15 - Расчет затрат на сырье и основные материалы

Наименование, марка	Норма расхода, кг/м/л	Цена за 1 кг/м/л, руб.	Величина отходов, кг	Цена отходов за 1 кг, руб.	Цена, руб.
Флюс ФКТ	0,05	400	-	-	20,00
Припой ПОС-61	0,05	300	-	-	15,00
Бензин Б-70	0,10	12	-	-	1,20
Лак УР-231	0,07	120	-	-	8,4

Продолжение таблицы 3.15

Наименование, марка	Норма расхода, кг/м/л	Цена за 1 кг/м/л, руб.	Величина отходов, кг	Цена отходов за 1 кг, руб.	Цена, руб.
Пластмасса	0,10	130	0,016	60	13,00
Стеклотекстолит	0,02	550	0,001	50	10,45
Вата	0,05	15	-	-	0,75
Латекс	0,01	10	-	-	0,10
Итого					68,15

Расчет затрат на полуфабрикаты и комплектующие изделия:

                                   (3.30)

Расчет затрат на комплектующие изделия и полуфабрикаты представлен в таблице 3.16.

Таблица 3.16 -Расчет затрат на комплектующие изделия и полуфабрикаты

Наименование, марка	Количество, шт.	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
Транзистор ГТ313Б	1	15	15
Транзистор КТ 315Б	2	10	20
Транзистор ГТ308В	3	8	24
Транзистор ГТ308А	2	8	16
Транзистор  КТ215Г	2	20	40
Диод Д9Б	3	5	10
Диод Д9В	2	6	12

Продолжение таблицы 3.16

Наименование, марка	Количество, шт.	Цена за единицу, руб.	Стоимость, руб.
Конденсатор КСО 100 нФ, 8В	10	7	70
Конденсатор КСО 20 нФ, 8В	12	7	84
Конденсатор КСО 62 нФ, 8В	8	6	48
Конденсатор КСО 30 нФ, 8В	1	6	6
Резистор ОЛМ-25 кОм,0,25Вт	4	0,65	2,60
Резистор ОЛМ-1 кОм,0,25Вт	2	0,65	1,30
Резистор ОЛМ-620 кОм,0,015Вт	3	0,65	1,95
Резистор ОЛМ-24 кОм,0,20Вт	6	0,65	3,90
РезисторОЛМ -430 Ом, 0,009	4	0,65	2,60
Резистор ОЛМ -5,4 кОм,0,18Вт	5	0,65	0,65
Резистор ОЛМ -12,6 кОм,0,22Вт	1	0,65	0,65
Резистор ОЛМ -100 Ом,0,010Вт	8	0,65	1,30
Резистор ОЛМ -6,2 кОм,0,010Вт	5	0,65	3,25
Резистор ОЛМ -7,2кОм,0,15Вт	2	0,65	1,30
Резистор ОЛМ -6,2кОм,0,15Вт	6	0,65	3,90
Катушка индуктивности 100 мкГн	10	9	90
Катушка индуктивности 200 мкГн	7	9	63
Катушка индуктивности 150 мкГн	5	10	50
Итого		637,4

Основная заработная плата

                                                         (3.31)

где      L=1,…,Q – наименование технологических операций при изготовлении проектируемого изделия;

– коэффициент, учитывающий премию, h = 1,5;

– норма времени при изготовлении изделия по L-му разряду, н/ч.;

– часовая тарифная ставка основного производственного рабочего, руб.;

– годовой выпуск продукции,

Заработная плата категориям работников определяется по таблице 3.17 при минимальном окладе 1400 руб.[ постановление правительства Р.Ф. № 256 от 1.05.2018г.]:

Таблица3.17 -  Межразрядные тарифные коэффициенты единой тарифной сетке

1р	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18
1	1,04	1,09	1,142	1,268	1,407	1,546	1,699	1,866	2,047	2,242	2,423	2,618	2,813	3,036	3,259	3,51	4,5

Расчет основной заработной платы представлен в таблице 3.18.

Таблица 3.18 - Расчет основной заработной платы производственных рабочих

Выполняемые работы	Объем работ, ч	Должность	Разряд (категория)	Часовая тарифная ставка, руб./ч	Коэффициент учитывающий премию	Основная заработная плата, руб.
1. Разработка технического задания	47,81	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	1434,3
2. Разработка технического предложения	59,77	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	1800,75
3. Разработка эскизного проекта	143,15	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	4373,02
4. Разработка эскизов и чертежей на макеты	131,48	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	3995,87
5. Изготовление макетов	47,81	Механик	IV (6)	11,6	1,5	775,26
47,81	Монтажник	IV (6)	11,6	1,5	775,26
6. Отладка и лабораторные испытания макетов	47,81	Регулировщик	IV (6)	11,6	1,5	775,26
7. Разработка технического проекта	203,20	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	6132,58
8. Разработка рабочих документов	1220,56	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	26020,10

Продолжение таблицы 3.18

Выполняемые работы	Объем работ, ч	Должность	Разряд (категория)	Часовая тарифная ставка, руб./ч	Коэффициент учитывающий премию	Основная заработная плата, руб.
9. Проверка нормоконтролем рабочей документации	72,00	Инженер-нормировщик	II (8)	14,08	1,5	1520,72
10. Разработка документации на механическую обработку	46,68	Инженер-технолог	II (8)	14,08	1,5	1021
11. Разработка документации на сборку	7,00	Инженер-технолог	II (8)	14,08	1,5	147,77
12. Проектиро-вание оснастки и инструмента	457,9	Инженер-конструк-тор	I (12)	20,12	1,5	13710,92
13. Составление ведомости на материалы	36,43	Инженер-нормиров-щик	II (8)	14,08	1,5	955,74
14. Составление ведомости на покупные изделия	24,29	Инженер-нормиров-щик	II (8)	14,08	1,5	803,87
15. Обеспечение материалами	182,16	Снабженец	II (8)	14,08	1,5	3578,82
16. Обеспечение покупными изделиями	255,02	Снабженец	II (8)	14,08	1,5	4290,30
17. Изготовле-ние оснастки и инструмента	423,40	Слесарь	III (10)	17	1,5	6334,61
18. Изготовле-ние опытного образца	167,34	Механик	IV (6)	11,6	1,5	4233,99
167,34	Монтаж-ник	IV (6)	11,6	1,5	4324,35
19. Отладка и испытание опытного образца	47,81	Регулиро-щик	IV (6)	11,6	1,5	1100,04

Продолжение таблицы 3.18

Выполняемые работы	Объем работ, ч	Должность	Разряд (категория)	Часовая тарифная ставка, руб./ч	Коэффициент учитывающий премию	Основная заработная плата, руб.
20. Корректи-   ровка   документа-ции	119,53	Инженер-конструктор	I (12)	20,12	1,5	2914,47
21. Составление технического отчета	80,00	Инженер-конструктор	I (12)	20,12	1,5	2914,40
Итого						89937,31

Основная заработная плата

Дополнительная заработная плата

                                                                                        (3.32)

где – норматив дополнительной заработной платы, .

Полная заработная плата

                                                                                      (3.33)

Налоги и отчисления от оплаты труда

                                                                                           (3.34)

гдеК – Единый социальный налог (в Федеральный бюджет – базовая часть пенсии – 20%; в фонд социального страхования – 3,2%; в фонд территориального медицинского страхования – 2%; в фонд федерального медицинского страхования – 0,8%; травматизм – 0,2%), К=26,2%.

Расчет земельного налога

                                                                                 (3.35)

гдеВ – ставка земельного налога, ;

– коэффициент, учитывающий долю времени работы оборудования для изготовления данной детали от общего времени

                                                                                        (3.37)

где – коэффициент, учитывающий долю времени работы оборудования для изготовления изделия от общего времени

                                                                  (3.38)

где– принятое число станков,

                               

                                  

                         

Расчет затрат на амортизационные отчисления:

                                                                             (3.39)

где       – полная восстановительная стоимость основных фондов, руб.;

– норма амортизационных отчислений, %.

Расчет затрат на амортизационные отчисления представлен в таблице 3.19

Таблица 3.19 -Расчет затрат на амортизационные отчисления

Наименование группы основных фондов	Восстановительная стоимость основных фондов руб.	Норма амортизационных отчислений , %	Коэффициент занятости основных фондов,	Годовая сумма амортизационных отчислений, руб.
1. Здание	5383800,00	2,6	0,011	20,53
2. Производст-венное оборудование	124715,00	12,0	0,011	2,19
3. Энергети-ческое оборудование	24943,00	6,4	0,011	0,23
4. Подъемно-транспортное оборудование	18707,25	15,0	0,011	0,41
5. Инструменты и приспособления	11760,00	20,0	0,011	0,34
6. Производст-венный и хозяйственный инвентарь	82227,00	12,5	0,011	1,51
7. Средства контроля и управления технологическим процессом	14965,80	11,5	0,011	0,25
Итого				25,46

                                  

Затраты на электроэнергию

                                                                                     (3.40)

где      – затраты на электроэнергию для технологических целей, руб.:

                                       (3.41)

где– суммарная потребляемая мощность технологического оборудования, кВт;

– действительный фонд времени работы оборудования на изготовление детали, ;

– тариф на электроэнергию,

                         

– затраты на электроэнергию, используемую для освещения (силовая энергия)

                                                                      (3.42)

где– годовое число часов осветительной нагрузки (при односменном режиме работы – 800 ч; средний расход 15 Вт/ч на площади).

– освещаемая площадь цеха,

                                           ,                                                        (3.43)

                                  

                       

Размер платы за воду:

Расход воды на производственные нужды определяется суммированием потребностей на приготовление охлаждающих смесей, на промывку деталей и т.д.

Расчет расхода воды на бытовые нужды ведется на основе следующих данных: для хозяйственных-санитарных нужд – 10 л. на каждого работающего в смену. Размер платы за воду составляет 4,64 руб. за

                                                                                            (3.44)

где      V – наружный объем здания,

                               

Расход пара на отопление из расчета 1 кг на 1 л воды

                               

Расход воды, потребляемой за 1 смену для санитарно бытовых нужд

                                                                                            (3.45)

где     – количество рабочих в смену на производство детали, чел.

                                    

Расход пара на производственные нужды из расчета 0,6 л/ч на 1 станок:

                                                                        (3.46)

где       – принятое количество станков;

– продолжительность смены,

– коэффициент использования оборудования,

                               

Общий расход воды равен

                                                                               (3.47)

                

Плата за воду составляет

                                                                                   (3.49)

где       – число рабочих дней в году,

– стоимость воды, руб.

                             

Цеховые расходы

                                                                                            (3.50)

                                  

Общезаводские расходы

                                                                                         (3.51)

                                  

Прочие производственные расходы

                   (3.52)

где К – коэффициент, учитывающий затраты этого вида расходов в общих затратах, К=0,005.

            

                     

Производственная себестоимость

        (3.53)

            

Внепроизводственные расходы

                                                                                  (3.53)

где      – норматив внепроизводственных расходов,

                             

Полная себестоимость

                                                                                 (3.54)

                           

Таблица 3.20 -Калькуляция затрат

Переменные издержки, руб.	Постоянные издержки, руб.
1. Затраты на сырье и материалы	73,96	1. Полная заработная плата, налоги и отчисления (30%)	3,17
2. Затраты на комплектующие изделия	701,36	2. Амортизационные отчисления за здание	0,21
3. Полная заработная плата (70%)	7,41	3. Цеховые расходы (30%)	5,29
4. Налоги и отчисления от оплаты труда (70 %)	3,80	4. Общезаводские расходы (30%)	1,85
		5. Затраты на земельный налог	0,09
5. Затраты на амортизационные отчисления	0,04
6. Затраты на электроэнергию	4,87
7. Размер платы за воду	2,69
8. Цеховые расходы (70%)	12,35
9. Общезаводские расходы (70%)	4,32
10. Прочие производственные расходы	2,31
11 Внепроизводственные расходы	13,03
Итого	826,24	Итого	10,61

3.2.3 Ценообразование

Свободная оптовая цена предприятия на изделие

                                                                                           (3.55)

где – полная себестоимость производства изделия, руб.;

П – прибыль, руб.;

                                                                                              (3.56)

где R – рентабельность продукции, R=50%.

                           

                       

Свободная оптовая отпускная цена предприятия на изделие:

                                                                                       (3.57)

где 1,18 – коэффициент, учитывающий налог на добавленную стоимость в размере 18%.

                         

3.2.4 Определение точки самоокупаемости производства изделия

Точка самоокупаемости

                                                                            (3.58)

где пост. изд. – удельные постоянные издержки, руб.;

Ц/шт. – цена за штуку, руб.;

ПИ/шт. – удельные переменные издержки, руб.

                           

При доходе равном

                                                                                         (3.59)

                         

Переменные издержки при выпуске 100 изделий составят

                            

На рисунке 24 представлен график точки самоокупаемости изделия.

Рисунок 3.3 - График точки самоокупаемости изделия

3.2.6 Определение экономической эффективности проекта

Годовой экономический эффект может быть получен от внедрения проектируемого варианта по сравнению с базовым, как разница приведенных затрат и определяется

                       (3.60)

где      , – полные себестоимости единицы продукции по базовому и проектируемому вариантам соответственно, руб.;

, – удельные капиталовложения (в расчете на единицу продукции) по базовому и проектируемому вариантам соответственно, руб.;

, – нормативные коэффициенты эффективности по базовому и проектируемому вариантам соответственно

                                                                                                 (3.61)

где      – срок окупаемости, год.

                                                                                       (3.62)

где      К – капиталовложения, руб.;

П – прибыль, руб.

                                                                                       (3.63)

где       – стоимость основных фондов, руб.;

– стоимость нормируемых оборотных средств (приняты равными 15% от полной себестоимости готового объема продукции), руб.;

                                 

Удельные капиталовложения на единицу продукции

                                                                                               (3.64)

Для проектного варианта

                 

              

                           

                         

                                  

Для базового варианта

В качестве базового варианта используется РПДУ «Волна-М3» Оптовая цена завода изготовителя – 1800 руб.

Цена без НДС для базового варианта

                                  

Себестоимость базового прибора равна

                             

Тогда:

                     

Стоимость основных фондов

Прибыль от производства базового прибора составит

                               

Срок окупаемости составит

                               

Нормативный коэффициент эффективности составит

                                        

Таблица 3.21 -Сравнительные характеристики

Основные экономические показатели	Базовый вариант	Проектный вариант
1. Капитальные затраты, руб.	7163265,00	5866303,05
2. Полная себестоимость, руб.	1200	873,58
3. Прибыль, руб.	600	436,72
4. Оптовая отпускная цена, руб.	1525	1545
5. Капиталовложения на единицу продукции, руб.	968,55	841,38
6. Коэффициент эффективности	0,33	0,38
7. Срок окупаемости, года	3	2,6
8. Годовой экономический эффект, руб.	–	221500

3.3 Выводы

Произведено планирование технической подготовки производства РПУ. Составлен сетевой график. Выполнена его оптимизация.

В результате оптимизации удалось сократить продолжительность работ на 4 дня, т.е. на 4,3 %, новая продолжительность критического пути составила 89 дней.

При расчете экономических показателей определили точку самоокупаемости. Доход от производства изделия начинается после изготовления 73 единиц, что соответствует затратам равным 111240,7 рублей. Уменьшились капиталовложения по сравнению с базовым вариантом, стала ниже себестоимость и цена на проектное изделие, срок окупаемости у проектного изделия составляет 2,6 года, что почти на полгода меньше, чем у базового.Проектируемый прибор имеет более высокую чувствительность по сравнению с базовым.

Вследствие этого можно сделать вывод, что выпуск проектируемого варианта выгоднее, чем базового.

4 Раздел «Экология и безопасность жизнедеятельности»

4.1 Актуальность вопроса безопасности и                             

      экологичности при производстве радиоприемных устройств

В технологическом процессе производства полупроводниковых радиоприемных устройств имеется ряд вредных факторов для здоровья человека.

В частности в технологии производства присутствуют операции, связанные с пайкой - как объемной, так и с помощью «волны» припоя и обычной пайкой радиоэлементов и перемычек, а также их лужением. Все вышеописанные процедуры связанны с возможностью поражения электрическим током, пожароопасны и могут привести, без соответствующей проработки вопросов безопасности и экологичности, к отклонению от нормы допустимых параметров воздушной среды в рабочих зонах. В связи с этим необходимо наличие местной вентиляции на рабочих местах» для создания приемлемых метеорологических условий. А также организация и устройство отсосов от укрытий. Это связанно ещё и с тем, что на находящейся в этом же цеху линии, по набору полупроводниковых элементов на плату используется паста-припой, в которой, в качестве компонентов содержится очень мелкие частицы металла, используемого в качестве припоя (фактически пыль) и флюс, связывающий эти частички. При долгом нахождении на воздухе флюс начинает испаряться и помимо того, что сам выделяется в воздушную среду, ещё и перестаёт связывать частички металла, которые в виде пыли могут быть подхвачены воздушным потоком и попасть в организм человека. Всё это также приводит к необходимости организации дополнительной вентиляции на сборочных столах.

Методы     снижения   неблагоприятного       влияния производственного микроклимата регламентируются «Санитарными правилами по организации технологических процессов и гигиеническими требованиями к производственному оборудованию» и осуществляются комплексом технологических, санитарно-технологических, организационных и медико-профилактических мероприятий.

Помимо всего прочего производство радиоприемных устройствсвязанно с применением высоких температур. Ведущую роль в профилактике вредного влияния высоких температур, инфракрасного излучения принадлежит технологическим мероприятиям: замена старых и внедрение новых технологических процессов и оборудования, способствующих оздоровлению неблагоприятных условий труда.

Производственное освещение также играет большую роль, т.к. производимые работы связанны с малоразмерными объектами. В частности производственное освещение должно обеспечивать отсутствие в поле зрения работающего резких теней. Необходимо обеспечить равномерное распределение яркости на рабочей поверхности. Естественное и искусственное освещение в помещениях регламентируются нормами СНиП 23-05-95 [24]в зависимости от характера производимых работ, системы и вида значение освещения, фона, контраста объекта с фоном.

Немалое значение для нормальных условий труда, и как следствие повышения эффективной деятельности и снижение травматизма имеют: правильное расположение и компоновка рабочего места, обеспечение удобной позы и свободы движения, использование оборудования, отвечающего требованиям эргономики.

Поскольку большая часть работ связанна с использованием электрических приборов и оборудования, большую роль в обеспечении безопасности играет вопрос грамотной изоляции и заземления их токопроводящих частей и обеспечение их автоматического отключения при «пробое» на корпус.

Актуальным является также применение Экобиозащитной техники (ограждения, боксы и т.д.).

На участке присутствуют источники пыле- и газо-выделения, производство предполагает наличие побочных продуктов (металлического лома и выбракованных изделий). При операции промывки трафарета для нанесения припой пасты в воду попадают примеси.

Таким образом, при производстве радиоприемных устройств необходимо обеспечить безопасность человека. Данные вопросы безопасности буду рассмотрены далее.

4.2 Анализ мероприятий по обеспечению безопасности при производстве радиоприемных устройств

На участке сборки радиоприемных устройств в целях улучшения условий труда и повышения его безопасности следует предусмотреть возможность исключения или уменьшения следующих факторов:

- выделение вредных веществ на операциях пайки и лужения (токсичные газы, в частности оксид углерода и фтороводород), аэрозоли (свинец и его соединения) в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 [25];

- концентрация металлической пыли на операции формовки в соответствии с ГОСТ 12.1.005 – 88 [25];

- температура воздуха в холодный и переходный времена года в соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 88 [25];

- скорость движения воздуха в холодный и переходный времена года в соответствии с ГОСТ 12.1.005- 88 [25];

- температура воздуха в 13 часов самого жаркого месяца на операциях пайки в соответствии с ГОСТ 12.1.005 - 88 [25];

- скорость движения воздуха в 13 часов самого жаркого месяца на операциях пайки в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 [25];

- относительная влажность движения воздуха в 13 часов самого жаркого месяца на операциях пайки в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 [25];

- уровень звука на участке в соответствии с ГОСТ 12.1.003 -88 [25];

- поддержание на рабочих местах соответствующего уровня освещенности, в соответствии с СНиП 23-05 – 95 [24];

- Скорость движения воздуха в 13 часов самого жаркого месяца на операциях склеивания в соответствии с ГОСТ 12.1.005 -88 [25];

- Относительная влажность движения воздуха в 13 часов самого жаркого месяца на операциях склеивания в соответствии с ГОСТ 12.1,005-88 [25];

- Температура воздуха в 13 часов самого жаркого месяца на операциях склеивания в соответствии с ГОСТ 12.1.005 – 88 [25].

4.3 Разработка мероприятий, по обеспечению безопасности, повышению нормальныхусловий выполняемых работ

При разработке мероприятий, направленных на улучшение условий труда и выполнение требований техники безопасности и производственной санитарии прилагается проводить следующие мероприятия:

-на операции зачистки проводов образуется медная пыль,
которая относиться ко 11-му плану опасности высокоопасных веществ
по ГОСТ 12.1.007-76 [26]. В целях исключения пыли меди прелагается
использовать электротермический способ зачистки. Выделяемые при
этом пары окиси углерода относящиеся к IV-му классу опасности
высокоопасных веществ являются менее опасными веществами па
сравнению с пылью меди;

- в целях увеличения безопасности работы при операции пайки «волной» целесообразно применять защитный колпак с блокировкой включения. Установка предлагаемой защиты не требует больших материальных и трудовых затрат;

- на операции сушки, вещества, выделяющиеся при высыхании являются вредными, предлагается организовать локальный отсос;

- с целью снижения температуры воздуха на рабочем месте у агрегата, который осуществляет пайку волной и проведение ее величины в соответствие с ГОСТ 12.1.005-88 [27] предлагается применить теплоизоляцию. В качестве теплоизоляции может быть применен асбест, стеклоткань и т.д;

- уровень звука от оборудования участка значительно ниже фона. В целях улучшения условий труда предлагается установить шумозащитные перегородки, что удовлетворяет требованиям ГОСТ 12.1.003-83 [28];

- на операции пайки электрованна для пайки находится на уровне 80 см от пола. Предлагается поднять ванну на уровень 110 см, что будет соответствовать норме высоты расположения рабочей поверхности при выполнении работы стоя при росте человека 175 см;

- цеховая аптека для оказания доврачебной помощи содержит в себе настойку йода и вату. Предлагается укомплектовать аптечку набором медикаментов для оказания первой медицинской помощи;

-при обрезке скруток провода применяются механические
ножницы без ограждения. Предлагается оградить опасную зону глухим
кожухом;

- отходы от обрезки ссыпаются на край станка и в тарный ящик. Отводить отходы в тарный ящик при помощи желоба;

- на операции пайки и лужения оловянно-свинцовыми припоями в
воздух рабочей зоны выделяются вредные пары свинцовых
соединений. Предлагается ввести вытяжную вентиляцию;

- опасная зона шлифовального станка не ограничена.
Предлагается установить легкосъемныйзаградительныйкожух из оргстекла, что позволяет наблюдать за процессом;

-   для повышения безопасности труда при эксплуатации
прессового оборудования предлагается использовать в системе управления КПО
электронную систему на бесконтактных элементах модификации БУБ-
1М;

-с целью снижения производственного шума на пути его
распространения и удовлетворение требований                 ГОСТ 12.1.003-83 [28] о допустимом уровне шума, предлагается целесообразным при составлении технологической планировки производственных участков выделить наиболее шумное оборудование в отдельное шумоизолированное помещение;

-дверцы шкафов электрооборудования всего технологического
оборудования участка не имеют блокировочной системы включения.
Предлагается установить блокировочное устройство не позволяющее
включать оборудование при отрытой дверце по требованиям
«правилам технической безопасности и производственной санитарии
при обработке холодных металлов»;

           - для повышения комфортности при произведении наборочных работ, где освещенность на рабочем месте составляет 1254 лм, предлагается применять систему комбинированного освещения (общего плюс местного), причем освещенность рабочей поверхности* создаваемая светильниками общего освещения с системе комбинированного, составляет 10% нормированной, что удовлетворяет нормам СНиП 23-05-95 [24] для производимых зрительных работ;

-на постоянных рабочих местах в холодных и переходных
периоды года по данным завода температура составляет 18 - 19°С.

Предлагается для обеспечения оптимального микроклимата на рабочих местах установить дополнительные кондиционеры в соответствии с требованиями ГОСТ 12.1.005-88 [27];

-     в целях оздоровления воздушной среды на рабочем месте у
места объёмной пайки, намазки пасты- припоя, предлагается
применить местную вытяжную вентиляцию для отсоса ядовитых
веществ, что соответствует требованиям ГОСТ 12.1.005-88 [27];

-       на всех дверцах электрооборудования технологического
оборудования нанести фаской знак «молния.

Таким образом, при строгом соответствии данным мероприятиям по улучшению условий труда, будет обеспечена безопасность выполняемых работ.

4.4 Расчёт систем, обеспечивающих безопасность человека

Целью разрабатываемого мероприятия является приведение и поддержание воздуха рабочей зоны на вышеперечисленных операциях в соответствии с ГОСТ 12.1.005-76 [29]. Вентиляцию предлагается выполнить по типу вытяжного шкафа с вертикальным удалением воздуха. Расход воздуха при наличии в шкафу источников тепловыделений рассчитывается по формуле

                                                          (4.1)

где F = (1,2-1,4) *4 = 6,72 м² - площадь рабочего проема шкафа.

       Н = высота рабочего проема шкафа, 1,4 м,

      Q-количество тепловыделений в шкафу, 860 ккал/час.

                                                             (4.2)         

где N = мощность источника тепла, 15 кВт ,

принимаем L_T = 9500 м³/ч.

Для работ, при которых выделяется различные пары и газы скорость всасывания воздуха (средняя по сечению проема) должна иметь легкость в следующем диапазоне: V₀=0,3…0,5 м/с

                                          (4.3)

где м³/ч.

           Выбираем круглые воздуховоды из листовой стали толщиной d=280 мм; на участке №4 - d=355мм. Длина участков №1…3 l=1,5м; участка №4 1=15м. По таблице скоростей движения воздуха   в   воздуховодах   в магистрали до12  м/с.     В ответвлениях до 6м/с. Принимаем для участков 1,2,3 V=6 м/с и для участка 4 V=10

1,2, - Участки пайки; 3-Шкаф для сушки; 4-воздуховод (магистраль); 5-вентилятор с двигателем; 6- абсорбер.

Рисунок 4.1 - Схема вытяжного шкафа

R - потери давления на трение на 1 м воздуховода, кгс/м²

скоростное динамическое давление, кгс/м

R и  - определяется по таблицам в зависимости от V и d.

           Для участков №1…З R = 0,512 кгс/м² = 1,491 Н/м²

= 2,2 [кгс/м²] = 21,582 Н/м²

Для участка №4 R = 0,293 кгс/м² = 2,874 Н/м²

=6,12 [кгс/м²] = 60,037 Н/м²                                                                                

- сумма коэффициентов местных сопротивлений на расчетном участке:

Для участков №1…3 = 2,2

Для участка №4 = 3,6

      - потери давления на местное сопротивление.                                                

Для участков №1… =4,84

Для участка №4 = 22,038

Общие потери давления, P, [Н/м²]:

Р = + Н = 0,228-3 + 4,395 + 41,627 = 46,725 кгс/м² или

Р =458,382 Н/м²

           Сведем данные расчеты в таблицу 4.1

Таблица 4.1 – Параметры вытяжного шкафа

Участок		R			P, Н/м2
кгс/м2	Н/м2	кгс/м2	Н/м2	кгс/м2	Н/м2
1…3	2,2	21,582	0,512	1,491	2,2	4,84	46,725	458,382
4	6,12	60,037	0,293	2,874	3,6	22,038

По совмещенным характеристикам выбираем вентилятор Ц 4-70

№5. Мощность двигателя P = 2,2 кВт, А02 тип А02-31-4; число оборотов в минуту n=1420 мин^-1.

Очистка вытяжного вентиляционного воздуха осуществляется при помощи абсорбера.

Разработанная вентиляция обеспечит оздоровление воздуха в рабочей зоне на рассмотренных операциях в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 [25] и не потребует больших материальных затрат. Разработанная вентиляция проста в управлении и обслуживании.

Таким образом, произведен расчет параметров вытяжного шкафа и выбор электродвигателя с вентилятором.

4.5 Анализ пожарной безопасности на участке производства радиоприемных устройств

Производство радиоприемных устройств связанно с определённым риском возникновения пожара, т.к на участке некоторые операции связанны с легко воспламеняющимися жидкостями. Так на операции по промывке изделий, с целью удаления флюса, используется горючая жидкость. Также возможно воспламенение лакокрасочных и протирочных материалов.

Участок в соответствии с СНиП11-2-80 [30] относится к категории В -пожароопасные т.к. на участке имеют место легковоспламеняющиеся жидкости. Здание построено из кирпича, имеет 2 степень огнестойкости. Ширина проходов составляет от 1,2 до 7,5 метров,. Стены помещения также из кирпича и по нормам СНиП 11-А5-62 [31] относятся к несгораемым, имеют предел огнестойкости около двух с половиной часов. Колонны изготовлены из стали, по СНиП 11-А5-62 [31] также относятся к несгораемым. Предел их огнестойкости составляет около часа.

СНип устанавливают для помещений класса В следующие нормы первичныхcредств пожаротушения:

Ёмкость с песком, высота 1,5м; ширина 1м; длина 0,5м.-1 шт.

Огнетушители ручные, наполненные углекислым газом ОУ-2,ОУ-5, ОУ-8. - 4шт.

Огнетушители пенные, химические, жидкостные-4 шт.

В целях повышения пожарной безопасности в цехе необходимо установить следующие информационные знаки:

У входа: «не курить!», «Осторожно - легко воспламеняющиеся вещества».

Около места нахождения средств тушения пожара - «Не загораживать проход! ».

В местах нахождения огнетушителей - «Огнетушитель».

В соответствии со СНиП 11-М2-62 [31], на участке имеется схема эвакуации, план помещения с обозначенными на нем экстренными выходами. На схеме должны присутствовать также расстояния в метрах до выходов. Эти расстояния не должны превышать 75м. Непосредственно на участке расстояния до выхода меньше.

Обогрев в холодное время года осуществляется паровым отоплением. Величины температуры на поверхности обогревателей не более 110° С. Температура на поверхности равна приблизительно 100° , что соответствует норме.

В соответствующих местах должны быть размещены плакаты с наглядной информацией по пользованию средствами пожаротушения, телефоны пожарной охраны, фамилия ответственного за противопожарную безопасность, план эвакуации и т. д.

Таким образом, техника пожарной безопасности, при выполнении норм и правил будет обеспечена в полном объеме.

4.6 Анализ   экологичности техпроцесса производства радиоприемных устройств

Технологический процесс производства радиоприемных устройств напрямую связан с применением свинца, в связи с чем хотелось бы отметить следующий факт: в России постепенно увеличивается численность контингентов, имеющих профессиональный контакт со свинцом. По данным Российского информационно-аналитического центра Госкомсанэпиднадзора России, случаи хронической свинцовой интоксикации зафиксированы в 14 отраслях промышленности России.

Ведущими по числу случаев "сатурнизма" являются: электротехническая промышленность (производство аккумуляторов), приборостроение, полиграфия, цветная металлургия. В электротехнической промышленности, цветной металлургии и машиностроении интоксикация обусловлена превышением ПДК свинца в воздухе рабочей зоны в 20 и более раз. По результатам официальной статистики среди профессиональных интоксикаций свинцовая занимает первое место. Так, в 1994 г. среди всех острых и хронических профессиональных отравлений удельный вес свинцовой интоксикации составил 11,7%. Количество пострадавших составило 7,5 чел. на 10 000 работающих, из них 3,54 -с утратой трудоспособности. Удельный вес свинцовой интоксикации в структуре профессиональных отравлений, диагностированных в России, увеличился с 9,4% в 1991 г. до 11,6% в 1995 г.

Таким образом, технологический процесс производства радиоприемных устройств не достаточно экологичен, для чего далее будет произведен выбор схемы очистки  газов от парообразных и газообразных примесей.

4.7Выбор схемы очистки газов от парообразных и газообразных примесей

Газы в промышленности обычно загрязнены вредными примесями, поэтому очистка широко применяется на заводах и предприятиях для технологических и санитарных (экологических) целей. Промышленные способы очистки газовых выбросов от газо- и парообразных токсичных примесей можно разделить на три основные группы:

1)абсорбция жидкостями;

2)адсорбция твердыми поглотителями;

3)каталитическая очистка.

В меньших масштабах применяются термические методы сжигания (или дожигания) горючих загрязнений, способ химического взаимодействия примесей с сухими поглотителями и окисление примесей озоном.

Абсорбция жидкостями применяется в промышленности для извлечения из газов диоксида серы, сероводорода и других сернистых соединений, оксидов азота, паров кислот (HCI, HF, H2SO4), диоксида и оксида углерода, разнообразных органических соединений (фенол, формальдегид, летучие растворители и др.).

Абсорбционные методы служат для технологической и санитарной очистки газов. Они основаны на избирательной растворимости газо- и парообразных примесей в жидкости (физическая абсорбция) или на избирательном извлечении примесей химическими реакциями с активным компонентом поглотителя (хемосорбция). Абсорбционная очистка -непрерывный и, как правило, циклический процесс, так как поглощение примесей обычно сопровождается регенерацией поглотительного  раствора   и   его   возвращением   в   начале   цикла очистки. При физической абсорбции (и в некоторых хемосорбционных процессах) регенерацию абсорбента проводят нагреванием и снижением давления, в результате чего происходит десорбция поглощенной газовой примеси и ее концентрированной некоторые формулы для расчета абсорбционных и хемосорб­ционных процессов приведены в гл. 4. Показатели абсорбционной очистки: степень очистки (КПД) и коэффициент массопередачи к зависят от растворимости газа в абсорбенте, технологического ре­жима в реакторе (w, T, р) и от других факторов, например от равновесия и скорости химических реакций при хемосорбции. В хемосорбционных процессах, где в жидкой фазе происходят химические реакции, коэффициент массопередачи увеличивается по сравнению с физической абсорбцией. Большинство хемосорбционных процессов газоочистки обратимы, т. е. при повышении температуры поглотительного раствора химические соединения, образовавшиеся при хемосорбции, разлагаются с регенерацией активных компонентов поглотительного раствора и с десорбцией поглощенной из газа примеси: Этот прием положен в основу регенерации хемосорбентов в циклических системах газоочистки. Хемосорбция в особенности применима для тонкой очистки газов при сравнительно небольшой начальной концентрации примесей.

1 — абсорбер; 2—десорбер; 3—теплообменник; 4—холодильник

Рисунок 4.2 - Схема установки для абсорбционно-десорбционного метода -

разделения газов:

Абсорбенты, применяемые в промышленности, оцениваются по следующим показателям: 1) абсорбционная емкость, т. е. раство­римость извлекаемого компонента в поглотителе в зависимости от температуры и давления; 2) селективность, характеризуемая соот­ношением растворимостей разделяемых газов и скоростей их аб­сорбции; 3) минимальное давление паров во избежание загрязнения очищаемого газа парами абсорбента; 4) дешевизна; 5) отсутствие коррозирующего действия на аппаратуру. В качестве абсорбентов применяют воду, растворы аммиака, едких и карбонатных щелочей, солей марганца, этаноламины, масла, суспензии гидроксида кальция, оксидов марганца и магния, сульфат магния и др.

Очистная аппаратура аналогична уже рассмотренной аппаратуре мокрого улавливания аэрозолей. Наиболее распространен насадочный скруббер, применяемый для очистки газов от диоксида серы, сероводорода, хлороводорода, хлора, оксида и диоксида углерода, фенолов и т. д. В насадочных скрубберах скорость массообменных процессов мала из-за малоинтенсивного гидродинамического режима этих реакторов, работающих при скорости газа w_г = 0,02…0,7 м/с. Объемы аппаратов поэтому велики и установки громоздки.

Для очистки выбросов от газообразных и парообразных примесей применяют и интенсивную массообменную аппаратуру — пенные аппараты, безнасадочный форсуночный абсорбер, скруббер Вентури, работающие при более высоких скоростях газа. Пенные абсорберы работают при w_г = 1-н! м/с и обеспечивают сравнительно высокую скорость абсорбционно-десорбционных процессов; их габариты в несколько раз меньше, чем насадочных скрубберов. При достаточном числе ступеней очистки (многополочный пенный аппарат) достигаются высокие показатели глубины очистки: для некоторых процессов до 99,9%. Особенно перспективны для очистки газов от аэрозолей и многоступенчаты и очистные реакторы (особенно скрубберы) имеют большие объемы.

Любой процесс мокрой абсорбционной очистки выхлопных газов от газо- и парообразных примесей целесообразен только в случае его цикличности и безотходное. Но и циклические системы мокрой очистки конкурентоспособны только тогда, когда они совмещены с пылеочисткой и охлаждением газа.

4.8Выводы

         Рассмотрена актуальность обеспечения безопасности и экологичности при производстве радиоприемных устройств. Произведен анализ условий трудана участке сборки   радиоприемных устройств. Разработаны мероприятия, обеспечивающие нормальные условия труда для рабочих, а также мероприятия, направленные не повышение уровня их  безопасности. Рассчитан вытяжной шкаф. Предложены меры по улучшению состояния пожарной безопасности. Технологический процесс производства радиоприемных устройств не достаточно экологичен. Для повышения экологичности технологического процесса предложена установка для абсорбционно-десорбционного метода разделения газов.

Заключение

     В данном дипломном проекте, в соответствии с заданием, спроектирован радиоприемный канал с разработкой радиоприемного устройства и с электрическим расчетом составных блоков.

     При обосновании и выборе структурной схемы радиоприемника, сделан анализ возможных схем радиоприемника, сформулирован критерий, по которому может быть выбрана схема проектируемого устройства. Важнейшими параметрами были выбраны: чувствительность и избирательность канала. После выбора схемы электрической структурной радиоприемника обоснованы параметры не указанные в задании на дипломное проектирование.

     На этапе разработке функциональной электрической схемы установлены общие принципы функционирования отдельных блоков и всего радиоприемника в целом. Уяснена роль и назначение его отдельных элементов. В процессе анализа радиоприемника определены не только его каскады в целом, но и место отдельных каскадов тракта радиочастот; тракта промежуточных частот и тд.

    На основе схемы функциональной электрической была разработана схема принципиальная электрическая всего радиоприемника. На этом этапе, на основе электрического расчета, также были выбраны полупроводниковые элементы, используемые в схеме.

    Разработанное радиоприемное устройство целесообразно использовать в народном хозяйстве, так как его характеристики удовлетворяют требованиям, предъявляемым к радиоприемным каналам, используемым как для повышения безопасности дорожного движения на дорогах, так и для управления грузопотоками.

        Технологический процесс производства разработанного усилителя радиочастоты выбран с учётом рассмотренных технологий производства других, аналогичных, освоенных производством усилителей радиочастоты. Данный усилитель предполагается производить по технологии навесного монтажа и пайки волной припоя.

В качестве вида ТП сборки и монтажа платы усилителя радиочастоты был выбран рабочий типовой маршрутно-операционный ТП.

Методом изготовления печатной платы выбран субтрактивныйхимический метод, указаны его достоинства и недостатки.

В организационно-экономическом разделе роизведено планирование технической подготовки производства РПУ. Составлен сетевой график. Выполнена его оптимизация.

В результате оптимизации удалось сократить продолжительность работ на 4 дня, т.е. на 4,3 %, новая продолжительность критического пути составила 89 дней.

Список использованной литературы

1.З.Н. Музыка «Радиоприемные устройства, часть 1», ХВКИУ, 1971.

2.В.И. Злобин «Радиопередающие и радиоприемные устройства», Серпухов МО, 1984 г. – 100  с.

3.В.И. Злобин, Ю.И.Ильин, В.П. Смирнов «Проектирование радиоприемников», МО, 1986г. – 120 с.

4.Информационно-измерительная техника и технологии: учебникик для вузов/ В.И. Калашников, С.В. Нефедов, А.Б. Путилин и др.; Под ред. Г.Г. Реннева. – М.: Высшая школа, 2002 г. – 454 с.: ил.

5.Баркан В.Ф. Жданов В.К. «Радиоприемные устройства» М: Советское радио, 1978 г. – 155 с.

6.Борков Н.В. «Расчет радиоприемников. Радио и Связь» М: Советское радио, 1981 г. – 190 с.

7.Катаранов Б.А. "Электроника", Серпухов, МО, 1999г. – 292с.

8.КатарановБ.А. ПалаженкоА.В. СиротинскийИ.Л.Электроника, пособие к практическим занятиям, Серпухов СВИРВ, 2000г. - 100стр

9.«Проектирование радиоприемных устройств» под ред. А.П. Сиверса. Учебное пособие для вузов. М., «Сов. Радио» 1976 г. – 256 с.

10. Князев А.Д. и др. «Конструирование радиоэлектронной и электронно-вычеслительной аппаратуры с учетом элекромагнитной совместимости», М:, “Радио и связь” 1989г, 224 стр.

11. Терещук Р. М., Фукс Л. Б. Малогабаритная радиоаппаратура: Справочник радиолюбителя – Киев: Наукова думка. – 1967 г. – 190 с.

12. Хиленко В.И., Малахов Б.М., «Радиоприемные устройства» Москва, «Радио и связь», 1991 г. – 278 с.

13. Радиоприёмные устройства: Учебник для вузов под редакцией Н.Н.Фомина - М.: Радио и связь, 1996 г. – 230 с.

14. Разработкаструктурной  схемырадиоприёмногоустройства: Учебное пособие по курсовому проектированию. СидоровВ. М.-М.: типографияВЗЭИС, 1988 г. – 120 с.

15. Расчет технико–экономических показателей радиотехнических устройств – методические указания к курсовому и дипломному проектированию – М.: ВЗЭИС, 1982 г. – 145 с.

16. Справочник по учебному проектированию приемно-усилительных устройств под редакцией М.К.Белкина - К: « Высшая школа »,1982г.

17. ГОСТ 14.201-83 «Обеспечение технологичности конструкции изделий. Общие требования».

18. ГОСТ 14.202-73 «Правила выбора показателей технологичности изделий».

19. ГОСТ 14.203-83 «Правила обеспечения технологичности конструкций сборочных единиц».

20. ГОСТ 14.301-83 «Общие правила разработки и применения технологических процессов».

21. ГОСТ 19250-73 «Флюсы паяльные. Классификация».

22. ГОСТ 21930-76 «Режимы групповой пайки».

23. ГОСТ 2.111-68 «Нормоконтроль»

24. СНиП 23-05-95 «Естественное и искусственное освещение»

25. ГОСТ 12.1.005-88 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

26. ГОСТ 12.1.007-76 «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности».

27. ГОСТ 12.1.005-88 «Система стандартов безопасности труда. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны»

28. ГОСТ 12.1.003-83 «Шум. Общие требования безопасности».

29. ГОСТ 12.1.005-76 «Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны».

30. СНиП11-2-80 «Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений».

31. СНиП 11-А5-62 «Несущие и ограждающие конструкции».

Поз. Обозначение	Наименование	Кол.	Примечание
VT9, VT10 VT1, VT3, VT11 VT2, VT6, VT7 VT4 С12, С20, С2, С26, С32, С9, С25, С49, С47, С38 С19, С7, С8, С3, С13, С24, С31, С33, С46, С39, С45, С31 С28, С18, С11, С27, С14, С30, С10, С34 С29, С1, С6, С4, С15, С23, С42, С37, С50, С44, С41 С35, 17С, С21, С22, С5, С16, С36, С43, С48, С40 R5, R15, R27, R11 R12, R1 R25, R14, R43, R13, R3, R28, R4, R10, R29 R6,  R2, R30 R7, R25, R16, R19 R21, R20, R8, R33, R17, R34, R18 R22, R24 R32 R31,  R23, R36, R35, R9 L5, L16, L1, L2, L8, L19, L12, L20, L23L21 L15, L14, L7, L18, L11, L3, L9, L13 L6, L22, L17, L10, L4 VD1, VD4 VD2, VD3	Транзисторы КТ215Г КТ315Б ГТ313Б ГТ308А ГТ308В Конденсаторы КСО 22 нФ, 8В ±5% КСО 100 нФ, 8В ±5% КСО 36 нФ, 8В ±5% КСО 20 нФ, 8В ±5% КСО 30 нФ, 8В ±5% Резисторы ОЛМ-25 кОм,0,125Вт ОЛМ-1 кОм,0,125Вт ОЛМ-620 кОм,0,125Вт ОЛМ-24 кОм,0,20Вт ОЛМ -430 Ом, 0,009 ОЛМ -5,4 кОм,0,18Вт ОЛМ -12,6 кОм,0,22Вт ОЛМ -100 Ом,0,010Вт ОЛМ -7,2 кОм,0,15Вт ОЛМ - 6,2 кОм,0,15Вт ОЛМ - 510 Ом,0,15Вт Катушки индуктивности 100 мкГн 150 мкГн 200 мкГн Диод Д9Б Диод Д9В	2 2 1 2 2 10 12 8 10 10 4 2 3 6 3 3 1 7 2 1 5 10 7 5 2 2

Приложение А

(обязательное)

Перечень элементов принципиальной электрической схемы радиоприемного устройства